Herzlich Willkommen Bienvenue Welcome Allgemeine Präsentation JUMO-Regler Michael Dolch.

Herzlich WillkommenBienvenue Welcome

Allgemeine Präsentation

JUMO-Regler

Michael Dolch

2Allgemeine Präsentation JUMO-Regler

Diese Präsentation zeigt wichtige Funktionen von JUMO- Reglern und demonstriert in Kurzform deren Realisierung

Die Informationen gelten für die Regler der Serien dTRON 300, DICON und IMAGO 500

Hinweise zur Präsentation

Nach einigen allgemeinen Erklärungen folgt die Realisie- rung eines Beispielprojektes (Konfiguration der eigentli- chen Reglerfunktion). Danach werden die unterschiedli-chen Funktionen, die JUMO-Regler beinhalten, erklärt


Prinzipiell können fast alle Funktionen von JUMO-Reglern über die Tastatur realisiert werden.

Zu allen Reglern sind jedoch Konfigurations-Programme vorhanden, mit diesen kann eine komfortable Konfigurat-ion erfolgen

Benötigt wird ein Verbindungskabel (PC-Interface)

Verbindung über PC-Interface


Konfigurations-ProgrammeInstallation und Lizenznummern

Ein Download von Demoversionen der Konfigurations-Programme (IMAGO 500 und dTRON 300) ist unter www.jumo.net im Bereich Support möglich

Mit Hilfe einer Lizenznummer wird die Demoversion zu einer Vollversion

Eine Lizenznummer kann während der Installation der Software oder nachträglich im Konfigurations-Programm eingegeben werden :

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VerbindungsaufbauVerbindungs- und Geräteassistent

Nach Anschluss des Gerätes und Start des Setup-Programms kann eine Verbindung zum Gerät hergestellt werden.

Nach Auswahl der Schaltfläche Verbindung aufbauen wird automatisch der Verbindungs-assistent gestartet…

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Eine Verbindung über die seriellen Schnittstellen (RS485 etc.), teilweise auch über Modem (nur IMAGO 500), ist möglich. Für eine Verbindung über PC-Interface können fast vollständig die Werkseinstellungen übernommen werden…

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Bei den meisten Reglern nur die Einstellung „Serielle Schnittstelle“, beim IMAGO 500 weiterhin Einstellung Modem möglich.



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Übertragungsrate, Steuersignal und Erweitert muss nur verändert werden, wenn an den Reglern mit RS485 bzw. 422 gearbeitet wird

Der COM-Port des PC‘s muss ausgewählt werden.



Für Setup-Schnittstelle keine Veränderung

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Geräteadresse: Nur im Fall der RS485 bzw. 422. Bei einigen Reglern kann für die Kommunikation ein Passwort definiert werden.



Zusammenfassung

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VerbindungsaufbauGeräteliste

Zusammenfassung

In der Geräteliste erscheint unser Gerät, welches wir über den definierten Kommunikationsweg erreichen können.

Zur Verbindung wählen Sie

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Online und TeleserviceVerbindungs- und Geräteassistent

Setup ist mit Regler verbunden

Teleservice (Option): Alle Ein- und Ausgänge (teilweise auch interne Größen) werden online angezeigt

Im Offline-Betrieb kann durch Anwahl von die Geräteliste gestartet und die Verbindung aufgebaut werden

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Neue Datei erstellen


GeräteassistentAutomatische Erkennung

JUMO-Regler sind modular aufgebaut und können unter-schiedliche Funktionen beinhalten, aus diesem Grund muss das Dialogfenster angepasst werden:

- Dialogfenster - - Dialogfenster -


GeräteassistentAutomatische Erkennung

Besteht eine Online-Verbindung zu dem Gerät ist „Automa-tische Erkennung“ die einfachste Möglichkeit


GeräteassistentVerändern der Gerätesprache

Nur bei IMAGO 500


GeräteassistentZusammenfassung und Anschlussplan

dTRON300/ IMAGO 500


Dialogfenster und NavigationsbaumWie gelangt man in die Untermenüs zur Konfiguration

„Doppelklick im Bereich des Dialogfensters“

Auswahl im Navigationsbaum

Untermenü Editieren

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Funktionsblöcke

ReglerStellgradrückmeldung

Externer Sollwert

Istwert

Woher erhält der Funktionsblock Regler seine Größen? Mindestens die Quelle für den Istwert muss angegeben werden (werksseitig Analogeingang 1)

Limitkom-paratoren

LK-Sollwert

LK-Istwert

Für einen LK muss mindestens die Quelle für den LK-Istwert definiert werden (bei den LK-Funktionen 1-6 auch Quelle für LK-Sollwert)

AusgängeAusgang 2

Ausgang 3

Ausgang 1

Welche Signale sollen die Ausgänge übernehmen ?


Eingang 1 über PT100

Ausgang 1 0…10V / 0…100%

KonfigurationsbeispielStetiger Regler


Konfigurationsbeispiel

Anhand eines kleinen Beispieles möchten wir uns mit der

Konfiguration von JUMO-Reglern vertraut machen:

Die vorherige Abbildung zeigt das Beispiel eines Gas betriebenen Ofens:

Stellen Sie sich vor, der Regler soll mit einem Signal 0…10V

(über Ausgang 1) ein Ventil ansteuern, welches wiederum den Gas-

fluss in den Brenner steuert.

Der Regler erhält über Eingang 1 den Istwert aus dem Ofen

(0…200°C über PT100).


Konfiguration Eingänge


Konfiguration Eingänge

Im Setup-Programm bewegen wir uns in das Untermenü „Analoge Eingänge“. Hier

werden Sie aufgefordert:

Den Eingang auszuwählen, welchen Sie konfigurieren möchten. Bei dem Regler

unseres Beispiels ist nur der erste Eingang bestückt.

Für unser Beispiel stellen wir unter Fühlerart „Widerstandsthermometer“ ein.

Für alle gängigen Widerstandsthermometer und Thermoelemente wird aus den

gemessenen Widerstandswerten bzw. Spannungen automatisch die richtige

Temperatur gebildet. Für ein PT100 kann im Punkt Linearisierung die

Grundeinstellungen beibehalten werden. Wir schließen das Eingangsmenü und

bemühen uns nun um die Reglerfunktion…


Konfiguration Regler


Konfiguration Regler

Das Reglermenü hat unterschiedliche Reiter; wählen wir zu Beginn

den Reiter „Konfiguration“, können wir hier unter anderen Einstellungen die

Reglerart auswählen. Da unser Regler das Ventil mit einem Signal

von 0…10V ansteuern soll, wählen wir für unser Beispiel

„Stetiger Regler“.

Im Untermenü „Eingänge“ wird die Werkseinstellung gezeigt:

Der Istwert wird an Analogeingang 1 erwartet. Sollte der Ist-

wert von einer anderen Quelle kommen (weiterer Analogeingang,

Mathematik etc.) kann dieser hier angegeben werden. In unserem

Fall können wir die Werkseinstellungen übernehmen.

Der Regler findet während der Selbstoptimierung noch bessere

Reglerparameter, wenn die Art des Reglerausgangs 1 (hier Analog)

angegeben wird.


Konfiguration Ausgänge


Konfiguration Ausgänge

Wir möchten den Stellgrad des Reglers mit dem 5. Analog-

ausgang ausgeben. Aus diesem Grund ist die Funktion „1.

Reglerausgang“ zu wählen (Hintergrund: Es gibt Regler mit

zwei Ausgängen, unser Regler besitzt jedoch nur einen Ausgang,

den 1. Reglerausgang).


Konfiguration zum Regler übertragen


Verändern Sollwert

Nach dem Übertragen der Konfigurationsdaten zum Regler befindet sich der Regler üblicherweise im Automatikbetrieb (Der Regler versucht auf den eingestellten Sollwert zu regeln).

Verändern des Sollwertes mit Pfeiltasten:


Handbetrieb

Schalten in Handbetrieb, Veränderung des Stellgrades

Im Handbetrieb übernehmen die Regler den Stellgrad aus dem Automatikbetrieb und „frieren diesen ein“.

Verändern des Handstellgrades mit den Pfeiltasten:

Zurück in den Automatikbetrieb erneut mit: oder EXITEXIT

Aktivierung des Handbetriebes mit Tasten: oder EXITEXIT

Der Handbetrieb wird üblicherweise mit dem Symbol: angezeigt


StartupOnlineregistrierung zur Inbetriebnahme

Ist der Regler online, können mit Startup Analog- und Binärwerte aufgezeichnet werden

Ist der Regler online, können mit Startup Analog- und Binärwerte aufgezeichnet werden

Aufruf StartupAufruf Startup


StartupKanalauswahl

Konfiguration der KanäleKonfiguration der Kanäle


StartupKanalauswahl

= Visualisierung beenden

Start VisualisierungStart Visualisierung

Die Aufzeichnung ist auf 24h begrenztDie Aufzeichnung ist auf 24h begrenzt


SelbstoptimierungSchwingungsmethode

w

x


Selbstoptimierung

Um die Erfolgsaussichten der Selbstoptimierung zu erhöhen, ist die Regelstrecke in der

Weise zu gestalten, wie Sie im Betrieb vorzufinden ist (In unserem Beispiel könnte dies

bedeuten, der Ofen ist zu bestücken.) Weiterhin ist ein Sollwert zu wählen, der im späteren

Arbeitsbereich liegt.

Die Folie zeigt im oberen Verlauf den Sollwert (w) und den Istwert (x), das untere Diagramm

zeigt den Ausgang (y, hier schaltend). Geben wir nun einen Sollwert vor und starten die

Selbstoptimierung, gibt der Regler 100% Stellgrad aus (wir heizen mit der maximalen

Leistung). Der Istwert beginnt anzusteigen und der Regler ermittelt eine Schaltgerade.

Erreicht der Istwert die Schaltgerade, wird die Leistung auf 0% zurückgenommen. Im

Idealfall erreicht der Istwert ohne Überschwingen den Sollwert. Durch den Wechsel der

Heizleistung (0 und 100%) an der Schaltgerade erzwingt der Regler eine Schwingung des

Istwertes. Aus der Schwingung ermittelt sich der Regler die, aus seiner Sicht, günstigen

Regelparameter, übernimmt diese und regelt auf den eingestellten Sollwert aus.

Achtung: Es ist immer damit zu rechnen, dass der Istwert während der Selbstoptimierung

über den Sollwert schwingt.


Parameter im Setup aktualisieren

Während der Selbstoptimierung werden hinsichtlich der Reglerparameter für einen stetigen Regler die Werte Proportionalbereich, Vorhalte- und Nachstellzeit verändert.

Möchte man diese in der Setup-Datei aktualisieren, müssen die Daten aus dem Gerät gelesen werden:

=

oder


Unser kleines Beispiel ist beendet, wir wollen nun die weiteren Funktionen und deren Konfiguration betrachten

Weitere Funktionen


Der Hardware-AssistentModularer Aufbau von JUMO-Reglern

Bei den Reglerserien IMAGO 500 (Beispiel), DICON und dTRON 300 können Slots frei bestückt werden. Wird die Hardware verändert, muss das Dialogfenster im Setup-Setup mit Hilfe des Hardware-Assistenten angepasst werden. Start Hardware-Assistent:

Bei den Reglerserien IMAGO 500 (Beispiel), DICON und dTRON 300 können Slots frei bestückt werden. Wird die Hardware verändert, muss das Dialogfenster im Setup-Setup mit Hilfe des Hardware-Assistenten angepasst werden. Start Hardware-Assistent:


50°C LK-Istwert

LimitkomparatorenLimitkomparatorfunktion 7-8

LK 8 entspricht LK 7, jedoch mit Invertierung


Limitkomparatoren

Mit den Limitkomparatoren können Signale auf eine Grenze oder zwei Signale in Bezug

aufeinander überwacht werden. JUMO-Regler haben meist mehrere Limitkomparatoren,

welche gleichwertig sind.

Wir möchten exemplarisch mit dem Limitkomparator 1 eine Überschreitung von 50°C des

Signals an Analogeingang 1 überwachen. Bei einer Überschreitung soll der erste

Binärausgang schalten:

Zu Beginn bestimmen wir, nach welcher Kennlinie (Funktion) der Limitkomparator

arbeiten soll: Für unser Beispiel benötigen wir Funktion: LK 7 (Es gibt 8 Kennlinien).

Mit LK 7 überwachen wir ein Signal auf einen definierten Wert. Der Grenzwert ist unter

Grenzwert AL zu definieren. Unter LK-Istwert ist nun anzugeben, welche Größe auf ein

Überschreiten von 50°C zu überwachen ist: In unserem Beispiel wählen wir

Analogeingang 1.

Beim eingezeichneten LK-Istwert ist der Limitkomparator eingeschaltet. Würde das

Signal immer kleiner werden, wäre bei 49,5°C (50°C - 0,5 x Schaltdifferenz) der

Limitkomparator inaktiv. Wird das Signal an Eingang 1 wieder größer, würde bei 50,5°C

(50°C + 0,5 x Schaltdifferenz) der Limitkomparator wieder aktiv werden.


Limitkomparatoren

Limitkomparator einem binären Ausgang zuweisen


LimitkomparatorenLimitkomparatoren 1-6

LK-Sollwert

LK-Istwert


Limitkomparatoren

Mit den Limitkomparatorfunktionen 1-6 kann man zwei Signale in Bezug aufeinander

überwachen, stellvertretend soll hier die Funktion 1 erklärt werden:

Wir möchten immer dann, wenn der Regleristwert bis 5 K vom Sollwert liegt, den

Limitkomparator einschalten. Nach Auswahl der Funktion müssen wir den LK-Sollwert

festlegen. In unserem Beispiel ist dies der „Aktuelle Sollwert“. Der Regleristwert kann

sich nun im gesamten Diagramm bewegen, diesen wählen wir als LK-Istwert aus.

Hiernach wählen wir AL zu 5K und die Schaltdifferenz zu 1K.

Bewegt sich der Regleristwert aus der eingezeichneten Lage hin zu größeren Werten,

wird der Limitkomparator bei 45,5°C (Reglersollwert (50°C) – Grenzwert (5K) + 0,5 x

Schaltdifferenz (0,5K)) einschalten.

Bei immer größer werdendem Istwert wird der Limitkomparator bei 55,5°C:

„Reglersollwert (50°C) + Grenzwert (5K) + 0,5 x Schaltdifferenz (0,5K)“ ausschalten.

Verändert sich der Reglersollwert, wird das gesamte Diagramm verschoben. Der

Limitkomparator schaltet immer, wenn die Regelabweichung größer 5 K wird (ohne

Betrachtung der Schaltdifferenz).


BinärfunktionenBinäre Signale lösen Funktionen aus

Binärsignal Funktion(en)

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Binärfunktionen

In JUMO-Reglern sind viele binäre Signale vorhanden. Mit diesen Signalen können

Funktionen ausgelöst werden. Die auszulösenden Funktionen können im Menü

„Binärfunktionen“ definiert werden.

So kann bspw. ein Binäreingang den Zustand 0 oder 1 annehmen. Wählt man die Funktion

„Start Selbstoptimierung“ für Binäreingang 1, wird bei einer positiven Flanke an

Binäreingang 1 (Zustand von 0→1) die Selbstoptimierung gestartet.

Weiteres Beispiel: Wählt man für Binäreingang 2 „Umschaltung Hand/Auto“, wird mit

Binäreingang 2 zwischen dem Hand- und Automatikbetrieb umgeschaltet.

In gleicher Weise könnten wir beispielsweise mit dem Signal eines Limitkomparators

Binärfunktionen auslösen.


BinärfunktionenBeispiel 1: Sollwertumschaltung


Sollwertumschaltung

JUMO-Regler arbeiten zur gleichen Zeit immer mit nur einem Sollwert. Dennoch

können mehrere Sollwerte (meist 4) im entsprechenden Menü definiert werden.

Wählt man im Menü Binärfunktionen beispielsweise für die beiden Binäreingänge

die Funktion Sollwertumschaltung, kann zwischen den 4 Sollwerten umgeschaltet

werden:

Es gilt:

Binäreingang 2: Binäreingang 1: Sollwert aktiv:

0 0 1

0 1 2

1 0 3

1 1 4


BinärfunktionenBeispiel 2: Parametersatzumschaltung

Binäreingang 1 schaltet zwischenParametersatz 1 und 2 um


Parametersatzumschaltung

Je nach Betriebspunkt (unterschiedliche Drücke bei Druckregelstrecken, unter-schiedliche Temperaturen bei Temperaturregelstrecken) kann es erforderlich sein, dass die Regelparameter geändert werden müssen: Die Parametersatzumschaltung ermöglicht eine Umschaltung von definierten Regelparametersätzen:

Man definiert beispielsweise Regelparameter, mit welchen der Regler bis zu einen Arbeitspunkt von 50°C günstig arbeitet und legt diese im Parametersatz 1 ab. Nun schreibt man Regelparameter, mit welchen der Regler ab einem Arbeitspunkt von 50°C günstig arbeitet, in den Parametersatz 2.

Hiernach kann man beispielsweise den LK1 so konfigurieren, dass dieser bei einer Sollwertüberschreitung von 50°C aktiv wird.

In den Binärfunktionen wird nun als Funktion des 1. Limitkomparators die Parametersatzumschaltung gewählt.

Ergebnis: Bei Sollwerten <50°C wird der erste Parametersatz, bei Sollwerten >50°C der zweite Parametersatz verwendet. (ohne Betrachtung der Schaltdifferenz).

Bemerkung: Die Screenshots der vorherigen Folie zeigen die Parametersatzum-schaltung, ausgelöst mit Binäreingang 1.


Rampenfunktion

Prinzip


RampenfunktionKonfiguration

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Rampenfunktion

Wählt man mit JUMO-Reglern einen neuen Sollwert, wird dieser sprungförmig übernommen. Für manche Prozesse ist jedoch eine langsame Veränderung des Sollwertes erforderlich. Erhöht man beispielsweise den Sollwert von aktuell 20°C auf 100°C, wird dieser – nach Aktivierung der Rampenfunktion - mit einer vorher zu definierenden Steilheit (vielleicht 5 K/ min) angefahren.

Sollen neue Sollwerte rampenförmig angenommen werden, ist im Menü die Funktion Rampe auszuwählen und die entsprechende Steigung anzugeben.


Mathematik / LogikMathematik

Maximal 70 Zeichen


Mathematik / LogikMathematik

Mathematik/Logik kann für JUMO-Regler nachträglich frei-geschaltet werden:

Codenummer des Reglers auslesen. Mit dieser Freigabecode bei JUMO erfragen (kostenpflichtig)

Mit Freigabecode Funktion frei schalten


Mathematik/ Logik

Mit JUMO-Reglern steht eine Mathematik/Logik-Funktion zur Verfügung (kostenpflichtige Option). Über das Setup-Setup können mehrere Mathematik und Logik Formeln definiert werden.

Im Formel-Editor stehen links die Variablen, die in die Formel integriert werden können. Im rechten Fenster stehen die zulässigen Operatoren.

Alle genannten Größen können durch „Hinzufügen“ in die Formel gebracht werden. In unserem Beispiel bilden wir mit einer Mathematik-Formel den Mittelwert aus den Signalen an Analogeingang 1 und Analogeingang 2.

Mit der Logik können Logische Verknüpfungen realisiert werden (Beispiel: Logik 1 soll aktiv sein, wenn Binäreingang 1 und 2 aktiv und Limitkomparator 5 nicht aktiv ist).


Mathematik / LogikErgebnis der Mathematik mit stetigem Ausgang ausgeben

Mathematik 1 Ausgang 6 4…20 mA = 0…150°C


Mathematik/ Logik

Soll in unserem Beispiel der Mittelwertberechnung das Ergebnis über einen Analogausgang ausgegeben werden, hier ein Hinweis zur Realisierung:

Ausgang 6 soll das Ergebnis der Mathematik in Form eines 4…20 mA Signals ausgeben:

Nullpunkt ist der Wert der Mathematik, bei dem der 6. Analogausgang 4 mA ausgibt.

Endwert ist der Wert der Mathematik, bei dem der 6. Analogausgang 20 mA ausgibt.

Wurde der Ausgang entsprechend realisiert, werden 4…20 mA (entspricht 0…150°C) ausgeben.


Kundenspezifische LinearisierungLinearisierung von Signalen mit Stützstellen oder Formel

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Kundenspezifische LinearisierungIn JUMO-Reglern sind sehr viele Linearisierungen vordefiniert (siehe Menü Eingänge „Linearisierung“). Ist jedoch ein Fühler (Widerstandsthermometer, Thermoelement) vorhanden, für den keine Linearisierung im Gerät abliegt und ist dessen Kennlinie bekannt, kann eine Kundenspezifische Linearisierung erstellt werden.

Einrichten einer Kundenspezifischen Linearisierung:

Für den Eingang, an dem sich der Fühler befindet, ist Linearisierung → Kundenspezifische Linearisierung zu wählen.

Im Untermenü „Kundenspezifische Linearisierung“ ist die Art der Kundenlinearisierung zu wählen:

FomelSoll das Signal nach einer Formel linearisiert werden, ist die Formel hier zu definieren (x=physikalischer Wert in bspw. mA)

StützstellenDie Stützstellen sind einzugeben: in der linken Spalte der physikalische Wert (x-Wert) in beispielsweise Ohm mit der zugehörigen Temperatur (y-Wert) in der rechten Spalte.


TimerSchaffen eines binären Signals mit Timern

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Timer ein

Timerwert

Binäres Signal startet Timer

*

*Mit der Einstellung Funktion=Signal aktiv gilt:: Timer aktiv: Ausgang Timer aktiv, Timer inaktiv: Ausgang Timer inaktiv

Mit der Einstellung Funktion=Signal inaktiv gilt: Timer aktiv: Ausgang Timer inaktiv, Timer inaktiv: Ausgang Timer aktiv Be

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Timer - BeispieleSteuern von Binärfunktionen mit Timern

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Timer 1 ein

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Sollwert 2Sollwert 1 Sollwert 1Ein

P-Satz 2P-Satz 1 P-Satz 1Ein


Ebenenkonzept3 Ebenen zur Bedienung, Parametrierung und Konfiguration

JUMO-Regler können über die Gerätefront parametriert und konfiguriert werden. Für die Ebenen können Passworte ver- geben (IMAGO und DICON) bzw. die Ebenen können verriegelt werden (dTRON 300)

- Eingabe Sollwerte- Visualisierung Prozessdaten

- Eingabe Sollwerte- Visualisierung Prozessdaten

- Vorgabe Regelparameter- Vorgabe Regelparameter

- Konfiguration des Reglers- Konfiguration des Reglers

Das gezeigte Ebenenkonzept gilt für den dTRON300 , ist aber bei weiteren Reglern sehr ähnlich

Das gezeigte Ebenenkonzept gilt für den dTRON300 , ist aber bei weiteren Reglern sehr ähnlich


Konfigurations-Programm

Unterschiedliche Ausführungen

Die Konfigurations-Programme von JUMO-Reglern bestehen aus folgenden Komponenten:

Setup-Programm

Startup

Teleservice

Programmeditor (wird in dieser Präsentation nicht behandelt)

Jede Komponente ist kostenpflichtig, zum Freischalten erhält der Kunde eine Lizenznummer, welche die entsprechenden Teile frei schaltet.

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Konfigurations-ProgrammDemoversion und nachträgliches Eingeben der Lizenznummer

Die Eingabe der Lizenznummer kann während der Installation erfolgen.

Wird keine Lizenznummer eingegeben, erfolgt die Installation als Demoversion.

In der Demoversion kann die Lizenznummer später im Menüpunkt…

…eingegeben werden

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