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Zusatz zurMontage- und

Betriebsanleitung

MFC 081MFC 085

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Zusatzanleitung MFC 081, MFC 085 mit PROFIBUS-PA

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GENERELLES ............................................................................................................................................................................... 3

LIEFERUMFANG ............................................................................................................................................................................. 3SOFTWARE-HISTORIE..................................................................................................................................................................... 3

1. TECHNISCHE SPEZIFIKATION ........................................................................................................................................... 3

1.1 GSD FILE ................................................................................................................................................................................ 41.2 PROFIBUS-PA PROFIL........................................................................................................................................................... 61.3 BEDEUTUNG DER MESSWERT- UND STATUSINFORMATIONEN.................................................................................................. 6

2. ANSCHLUSS DES GERƒTES AN DEN PROFIBUS-PA ...................................................................................................... 8

2.1 ZUSAMMENSCHALTUNG VON GERƒTEN IM EX-BEREICH ......................................................................................................... 82.2 BUSKABEL ............................................................................................................................................................................... 82.3 SCHIRMUNG UND ERDUNG....................................................................................................................................................... 82.4 PROFIBUS-PA ....................................................................................................................................................................... 8

3. MEN‹EINSTELLUNGEN F‹R PROFIBUS-PA ................................................................................................................... 9

4. TECHNISCHE DATEN ............................................................................................................................................................. 9

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Generelles

Dies ist eine Zusatzanleitung zu der ÑMontage-und Betriebsanleitung MFM 4085 K / F und MFM 2081/3081 K / F. Diehier gemachten Angaben, insbesondere die Sicherheits-Hinweise, sind g¸ltig und sind zu beachten. DieseZusatzanleitung gibt nur zus‰tzliche Informationen f¸r den Anschluss und den Betrieb an einem PROFIBUS-PA-Feldbus.

Lieferumfang

Zus‰tzlich zu dem Standard-Lieferumfang erhalten Sie f¸r die MFM 4085 K / F und MFM 2081/3081 K / F mitPROFIBUS-PA-Schnittstelle noch diese Zusatzanleitung, sowie eine Diskette mit allen verf¸gbarenGer‰testammdateien der KROHNE-Ger‰te.

Software-Historie

Einf¸hrung Messumformer Bedienprogramm AnleitungenMonat/Jahr Hardware Firmware Hardware Betriebs-

systemSoftware Ger‰t Bedien-

progr.05/99 PROFIBUS-PA

Module4.10/PRE990528 02/98

06/99 PROFIBUS-PAModule

4.15/PRE990618 02/98

11/99 PROFIBUS-PAModule

4.12/991126 02/98

03/00 PROFIBUS-PAModule+Device

4.14/000331 PC Windows 95,98, NT 4.0

PDM ≥ V 5.2 02/98 + Zusatz03/00, 07/00

06/00 PROFIBUS-PAModule+Device

4.14/000628 PC Windows 95,98, NT 4.0

PDM ≥ V 5.2 02/98 + Zusatz03/00, 07/00

08/00 PROFIBUS-PAModule+Device

4.14/000825 PC Windows 95,98, NT 4.0

PDM ≥ V 5.2 02/98 + Zusatz03/00, 07/00, 09/00

1. Technische Spezifikation

PROFIBUS-DP, bis 12 Mbit/s

Leitsystem (SPS)Master Klasse 1

Analog I/O Module

PROFIBUS-PA

4-20 mA

HART Ger‰t

� �� � ��

1 2 3 4 5 6

PROFIBUS-PA

� � �� ��

1 2 3 4 5 6

Segment- koppler/Link

BediensystemMaster Klasse 2

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

kg/h

100RP

����� � H250

SN 5 8 6 67 7 /0 1- 03MC H2 5 0/ RR/ M9/ K2 /ESK-ZC K25 .2 1 .4 5 71F CI V 25 1 .4 5 71MD 1 9 97

C2H50HD 0 .9 3 k g/ lV 2. 5 mPa .sT 2 3 .5 CP 0. 4 M Pa

FIA 1025

kg 03687 2

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Die obige Abbildung zeigt eine typische Instrumentierung mit PROFIBUS-PA-Ger‰ten im Ex- und Nicht-Ex-Bereich,sowie den Anschluss von herkˆmmlichen Nicht-Profibus-Ger‰ten.

Der PROFIBUS-PA wird ¸blicherweise an einen Segmentkoppler angeschlossen, der u.a. die Umsetzung auf denPROFIBUS-DP vornimmt. Hierbei ist insbesondere zu beachten, dass der Segmentkoppler auf der DP-Seite auf eineniedrige, feste Baudrate eingestellt sein kann.Weitere Informationen zur Planung und zum Betrieb von PROFIBUS-PA-Netzen entnehmen Sie bitte der KROHNE-Brosch¸re ÑPROFIBUS-PA-Netzeì.

1.1 GSD File

Mit jedem Ger‰t werden alle verf¸gbaren Ger‰testammdaten (GSD) der KROHNE-Ger‰te mitgeliefert ñ nat¸rlichauch die des MFC 081i und MFC 085i . Die GSD enthalten Informationen zu dem Ger‰t, die f¸r die Projektierung desPROFIBUS-DP-Kommunikationsnetzes benˆtigt werden. Die entsprechenden Dateien m¸ssen vor derInbetriebnahme des Bussystems in das Projektierungssystem/Mastersystem geladen werden.F¸r z.B. COMET 200 oder COM PROFIBUS von Siemens gilt:• alle GSD-Dateien (*.GSD) ins Verzeichnis der Ger‰testammdaten z.B. *\GSD• alle BMP-Dateien (*.BMP) ins Verzeichnis der Bitmaps z.B. *\BITMAPSIn STEP7 wird die GSD-Datei mit ÑNeue GSD Installierenì (im HW-Konfig Men¸: EXTRAS) automatisch in dasjeweilige Verzeichnis kopiert. Weiterhin wird das Bitmap in das Verzeichnis *\SIEMENS\STEP7\S7data\Nsbmpkopiert. Nach ÑKatalog aktualisierenì kann man das Ger‰t im Projekt plazieren. Danach w‰hlen Sie bitte die FunktionÑSpeichern + ‹bersetzenì, gefolgt von der Funktion ÑLaden in Baugruppeì, damit die zyklische Kommunikation mitdem Ger‰t aufgebaut werden kann.

Die MFC 081/085 i unterst¸tzen komplett das PROFIBUS-PA-Profil V. 3.0. Demzufolge haben die Ger‰te zwei Ident-Nummern und auch zwei GSD-Dateien. Die Ident-Nr. ÑF701ì gehˆrt zu der GSD-Datei KROHF701.GSD undbeinhaltet die komplette Ger‰tefunktionalit‰t. Die eingeschr‰nkte Funktionalit‰t, die eine Austauschbarkeit mitgleichartigen Ger‰ten anderer Hersteller erlauben soll kann durch Nutzung der herstellerunabh‰ngigen Ident-Nr.Ñ9742ì und der GSD-Datei ÑPA139742.GSDì erreicht werden.

PA139742.GSDDie eingeschr‰nkte Funktionalit‰t, die mit dieser GSD-Datei erreicht werden kann, beinhaltet die 4 Funktions-Blˆcke:Masse-Durchfluss, Dichte, Temperatur und Massez‰hler.

Um diese Funktionalit‰t zu nutzen benˆtigen Sie die PA139742.GSD. Vorab m¸ssen Sie jedoch mit derKROHF701.GSD die Kommunikation projektieren, mit einem Master Klasse 2 (Bedientool) die Umstellungvornehmen von der Ñkompletten Ger‰tefunktionalit‰tì auf die Ñaustauschf‰hige Minimalkonfigurationì(Ident_Number_Selector: Slot 0, Index 40 den Wert des Bytes von 1 auf 0 ‰ndern). Danach m¸ssen Sie mit derPA139742.GSD das Ger‰t neu projektieren.

KROHF701.GSDKROHNE liefert Ihnen die GSD mit der kompletten Ger‰tefunktionalit‰t, die in der folgenden Tabelle dargestellt ist:

BlockNummer

Standard-Zuordnung Default-Einheit KROHF701.GSDIdent-Nr. F701

Adresse f¸r denì channel parameterî

1 Masse-Durchfluss kg/s AI-FB ÿxÿ1152 Dichte kg/l AI-FB ÿxÿ1193 Temperatur K AI-FB ÿxÿ11D4 Massez‰hler kg Totalizer-FB ÿxÿ1155 Volumen-Durchfluss m3/h AI-FB ÿxÿ1116 Masse Konzentration %sol/wt oder ∞Brix

[deg Brix]AI-FB ÿxÿ139

7 DurchflussTrockensubstanz

kg/s AI-FB ÿxÿ141

8 Volumenz‰hler m3 Totalizer-FB ÿxÿ111AI = Analog Input Function Block FB = Function Block

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Wichtige Anmerkungen1. Bei der Projektierung des PROFIBUS-Kommunikationsnetzes m¸ssen Sie jedem der 8 Blˆcke eine Funktionzuordnen. Bei PC-S7 von Siemens wird dies z.B. mit dem Tool HW-Konfig gemacht. Es gibt die im folgendenbeschriebenen Funktionen:

2. Jedem Block kann die Funktion ìEmpty Blockî zugeordnet werden. Das heiflt, das f¸r diesen Block keine Daten imzyklischen Datentelegramm ¸bertragen werden.

3. An der Blockposition 4 und 8 ist KEIN AI Block erlaubt! Hier ist nur ein Totalizer Block erlaubt. Das heisst, dass dieFunktion ìAnalog Input (AI)î hier nicht erlaubt ist! Neben ì Empty Blockî sind noch die Totalizer Funktionen erlaubt.

4. Es werden 4 verschiedene Totalizer Funktionen angeboten, die man den Blˆcken 4 und/oder 8 zuordnen kann.Die Bedeutung der zyklischen Daten¸bertragung (Z‰hlerwert und Status) entspricht jedoch immer der im KapitelìBedeutung der Messwert- und Statusinformationenî angegebenen Bedeutung. Die vier Funktionen unterscheidensich wie folgt:Funktion ìTotalizerî zyklische ‹bertragung des Z‰hlwertes mit Status zum MasterFunktion ìTOT_SetTotî zyklische ‹bertragung des Z‰hlwertes mit Status zum Master + zyklische

Steuerdaten vom Master zum Ger‰t mittels des Bytes SetTotFunktion ìTOT_Mode_Totî zyklische ‹bertragung des Z‰hlwertes mit Status zum Master + zyklische

Steuerdaten vom Master zum Ger‰t mittels des Bytes ModeTotFunktion ìTOT_SetTot_ModeTotî zyklische ‹bertragung des Z‰hlwertes mit Status zum Master + zyklische

Steuerdaten vom Master zum Ger‰t mittels des Bytes SetTot und danachModeTot

Sowohl das Byte SetTot wie auch ModeTot werden zyklisch vom Master an das Ger‰t ¸bertragen, indem diese Bytesals Ausgangsdaten im SPS Configurator eingetragen werden. Die Bedeutung der Steuerbytes ist wie folgt:

SetTotSetTot = 0: Der Totalizer summiert. Bei der ƒnderung von SetTot gleich ì1î oder ì2î nach ì0î, startet der Totalizer

mit seinem aktuellen Z‰hlerwert¥(0 oder Preset-Wert).SetTot = 1: Der Totalizer wird 0 gesetzt und bleibt solange auf 0 bis SetTot wieder auf 0 gesetzt wird.SetTot = 2: Der Totalizer wird auf den Wert von Preset_Tot gesetzt. Preset_Tot kann mittels eines azyklischen

Masters geschrieben werden (Totalizer im Block 4 = Slot 4 Index 32; Totalizer im Block 8 = Slot 8 Index32).

SetTot> 2: Wird ignoriert, SetTot bleibt unver‰ndert.

ModeTotModeTot = 0: Der Totalizer summiert alle positiven und negativen Messwerte.ModeTot = 1: Der Totalizer summiert nur die positiven Messwerte.ModeTot = 2: Der Totalizer summiert nur die negativen Messwerte.ModeTot = 3: Der Totalizer wird angehalten und summiert keine Messwerte mehr.ModeTot > 3: Wird ignoriert, SetTot bleibt unver‰ndert.

5. Die Standard-Zuordnung zu den Blˆcken kann ebenfalls ge‰ndert werden, so dass z.B. die Dichte im Block 1 stattim Block 2 ¸bertragen wird. Dazu muss man ein Bedientool haben, das den ì channel parameterî derFunktionsblˆcke ver‰ndern kann. Im AI-Funktionsblock befindet sich der ìchannel parameterî unter dem relativenIndex 14, beim Totalizer-Funktionsblock unter Index 12. In der obigen Tabelle finden Sie in der Spalte ìAdresse f¸rden channel parameterî den Wert, den Sie in den Function Block eintragen m¸ssen.

6. Beinhaltet das Ger‰t die Option ìVolumenkonzentrationî oder ì∞ BaumÈî dann kˆnnen Sie diese Werte ebenfallsmittels des ìchannel parametersî auf einen AI-Funktionsblock legen. Dazu muss in dem entsprechendenFunktionsblock (relativer Index 14) der Wert auf 0x0135 f¸r Volumenkonzentration oder auf 0x013D f¸r ∞ BaumÈgesetzt werden.

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1.2 PROFIBUS-PA Profil

Die MFC 081/085 i unterst¸tzen das PROFIBUS-PA-Profil Version 3.0. Dar¸ber hinaus werden alle im Ger‰tvorhandenen relevanten Parameter ¸ber die PROFIBUS-PA-Schnittstelle angeboten. Die MFC 081/085 i stellenfolgende Blˆcke bereit:

• Sechs Funktions-Blˆcke Analog-Input (AI): Massedurchfluss, Dichte, Temperatur, Volumendurchfluss,Masseprozent, Durchfluss Trockensubstanz. Optional steht auch Volumenkonzentration und ∞ BaumÈ zurVerf¸gung.

• Zwei Funktions-Blˆcke Totalizer (TOT): aufsummierte Masse und aufsummiertes Volumen. Optional steht auchdie aufsummierte Trockensubstanz zur Verf¸gung.

• Einen Transducer Block f¸r Coriolis Massedurchflussger‰te.Dieser Block stellt die im Profil 3.0 definierten Parameter und Funktionen zur Verf¸gung, sowie als Anhang dienicht im Profil definierten Messwerte, sowie als Anhang alle relevanten ger‰tespezifischen Parameter.

• Einen Physical BlockDieser Block enth‰lt die im Profil 3.0 festgelegten Parameter.

1.3 Bedeutung der Messwert- und Statusinformationen

Bei der Einbindung des Ger‰tes in den PROFIBUS-Master unter Nutzung der GSD, kˆnnen Sie angeben, welcheMess- und Z‰hlerwerte ¸ber den PROFIBUS zyklisch ¸bertragen werden sollen. Jedem Wert wird ein Statushinzugef¸gt. Zuerst werden die 4 Byte f¸r den Wert (Float Format nach IEEE Standard 754 Short Real Number) unddann 1 Byte f¸r den Status ¸bertragen. Das heiflt, jeder Mess-, bzw. Z‰hlwert wird mit 5 Byte abgebildet und direktnacheinander ¸bertragen, in der Reihenfolge die mittels GSD projektiert wurde. Wurden z.B. 4 Funktionsblˆckeprojektiert, so werden 20 Byte Nutzdaten ¸bertragen. Die Bedeutung des Float Formats und des Status sind imfolgenden beschrieben:

Float-FormatByte n Byte n+1 Byte n+2 Byte n+3

Bit7 Bit6 Bit7 Bit6 Bit7 Bit7VZ 27 26 25 24 23 22 21 20 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 2-8 2-9 2-10 2-11 2-12 2-13 2-14 2-15 2-16 2-17 2-18 2-19 2-20 2-21 2-22 2-23

Exponent Mantisse Mantisse Mantisse

Beispiel: 40 F0 00 00 (hex) = 0100 0000 1111 0000 0000 0000 0000 0000 (binary)

Formel: Wert = (-1)VZ * 2 (Exponent - 127) * (1 + Mantisse)Wert = (-1)0 * 2 (129 - 127) * (1 + 2-1 + 2-2 + 2-3)Wert = 1 * 4 * (1 + 0,5 + 0,25 + 0,125)Wert = 7,5

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Status ByteDie Bedeutung des Status entnehmen Sie bitte den folgenden Tabellen:

Quality Quality-Substatus LimitsGr Gr QS QS QS QS Qu Qu

27 26 25 24 23 22 21 20

0 0 = bad0 1 = uncertain1 0 = good (Non Cascade)1 1 = good (Cascade) - not supported

Status = good (Non-Cascade)1 0 0 0 0 0 = ok1 0 0 0 0 1 = update event1 0 0 0 1 0 = active advisory alarm (priority < 8)1 0 0 0 1 1 = active critical alarm (priority > 8)1 0 0 1 0 0 = unacknowledged update event1 0 0 1 0 1 = unacknowledged advisory alarm1 0 0 1 1 0 = unacknowledged critical alarm1 0 1 0 0 0 = initiate fail safe1 0 1 0 0 1 = maintenance required

Status = uncertain0 1 0 0 0 0 = non-specific0 1 0 0 0 1 = last usable value0 1 0 0 1 0 = substitute-set0 1 0 0 1 1 = initial value0 1 0 1 0 0 = sensor conversion not accurate0 1 0 1 0 1 = engineering unit violation (unit not in the valid set)0 1 0 1 1 0 = sub-normal0 1 0 1 1 1 = configuration error0 1 1 0 0 0 = simulated value0 1 1 0 0 1 = sensor calibration

Status = bad 0 0 0 0 0 0 = non-specific 0 0 0 0 0 1 = configuration error 0 0 0 0 1 0 = not connected 0 0 0 0 1 1 = device failure 0 0 0 1 0 0 = sensor failure 0 0 0 1 0 1 = no communication (last usable value) 0 0 0 1 1 0 = no communication (no usable value) 0 0 0 1 1 1 = out of service

Status = Limits 0 0 = ok 0 1 = low limited 1 0 = high limited 1 1 = constant

Testen Sie die ersten zwei Bits (Quality), um zu wissen, wie die Qualit‰t des Messwertes ist:Good (non Cascade) Messwert ist ok und kann genutzt werdenUncertain Der Messwert kann genutzt werden, allerdings ist die Genauigkeit nicht gew‰hrleistet (z.B.

Messwert eingefroren oder A/D-Wandler ist auflerhalb des g¸ltigen Bereichs)Bad Der Messwert ist nicht in Ordnung und sollte nicht f¸r die Weiterverarbeitung verwendet

werden.Good (Cascade) wird nicht unterst¸tzt, da f¸r Messger‰te nicht anwendbar

DiagnoseWenn die ger‰teinternen Diagnosefunktionen einen Fehler feststellen, dann werden zus‰tzlicheDiagnoseinformationen in den Master ¸bertragen. Die Bedeutung dieser Informationen kˆnnen Sie der GSD-Dateientnehmen unter UNIT_DIAG_BIT(i).

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2. Anschluss des Ger‰tes an den PROFIBUS-PA2.1 Zusammenschaltung von Ger‰ten im Ex-BereichWir empfehlen die Projektierung eines PROFIBUS-PA-Netzes im Ex-Bereich nach dem FISCO-Modell der PTB(siehe KROHNE-Brosch¸re ÑPROFIBUS-PA-Netzeì). Das FISCO-Modell darf angewendet werden, wenn:alle anzuschliessenden elektrischen Komponenten (auch der Busabschluss) nach FISCO zugelassen sind,die max. Kabell‰nge 1000m betr‰gt,die Buskabelwerte R¥=15...150 Ohm/km; L¥=0,4...1 mH/km; C¥=80...200 nF/km eingehalten werden unddie zul‰ssigen Eingangsgrˆflen der Feldger‰te (Uo, Io, Po) mit den max. Ausgangsgrˆflen des Speiseger‰tszusammenpassen, also UI ≤ Uo, II ≤ Io und PI ≤ Po ist.

2.2 BuskabelBis auf die Einschr‰nkungen des FISCO-Modells gibt es keine weiteren Einschr‰nkungen. Es wird jedoch einpaarweise verdrilltes und abgeschirmtes Kabel empfohlen, mit z.B. 44Ohm/km, <90nF/km, <3dB D‰mpfung bei39kHz und 100 Ohm Wellenwiderstand bei 31,25kHz.

2.3 Schirmung und ErdungF¸r die optimale elektromagnetische Vertr‰glichkeit von Systemen ist es von grofler Bedeutung, dass dieSystemkomponenten und vor allem die Buskabel, welche die Komponenten verbinden, geschirmt sind und dassdiese Schirme eine elektrisch mˆglichst l¸ckenlose H¸lle bilden.F¸r den Einsatz in Nicht-Ex-Anlagen ergibt sich somit, dass der Kabelschirm mˆglichst oft geerdet werden sollte.In Ex-Anlagen sollte ein ausreichender Potentialausgleich im Ex- und Nicht-Ex-Bereich entlang der gesamtenFeldbusinstallation vorhanden sein. Auch hier gilt, dass eine Mehrfacherdung des Schirms vorteilhaft ist.

Hinweis: Der Einsatz von verdrillten und abgeschirmten Leitungen wird dringend empfohlen, da sonst der EMV-Schutz des Massemessger‰tes nicht gew‰hrleistet werden kann.

2.4 PROFIBUS-PA

Schlieflen Sie das Buskabel wie folgt an:• Die Kabeladern an D und D⊥ anschlieflen.• Eine Vertauschung der Polarit‰t hat keinen

Einfluss.

• Der Kabelschirm sollte mit minimaler L‰nge andie Funktionserde FE angeschlossen werden.

• Der Potentialausgleich muss mit dem Ger‰tverbunden werden, ggf. ¸ber die ‰uflere Erd-B¸gelklemme.

PROFIBUS-PA mit Stromausgang:

D I1

Hilfs-energie

Hilfs-energie

Feldbus Strom-ausgang

FeldbusStrom-ausgang

D I1 DDI I

Nicht-Ex-Version Ex-Version

4-20mAU=8-30V

+-

Schirm

4-20mAU=8-30V

-+

Schirm

PROFIBUS-PA

PROFIBUS-PA

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3. Men¸einstellungen f¸r PROFIBUS-PA

F¸r den Betrieb der MFC 081i / MFC085i an einem PROFIBUS-PA-Netz sind die folgenden Einstellungen zu treffen,wobei zu beachten ist, dass die Adresse auch ¸ber den Kommunikationsdienst ÑSet_Slave_Addressì vom Masteraus ver‰ndert werden kann.

Funktion (Fct.) Eingabebereich Vorgabewert Beschreibung

3.11.1 PROTOCOL Auswahl PROFIBUS PROFIBUS Das Kommunikationsprotokoll PROFIBUS ist festeingestellt.

3.11.2 ADDRESS Eingabe 0 ... 126 126 Bitte stellen Sie hier die Adresse ein, die f¸r diesesGer‰t auch am Master eingestellt werden muss.

3.11.3 BAUDRATE GESPERRT Keine Eingabe mˆglich. Die Baudrate ist auf 31250Bd. fest eingestellt.

4. Technische Daten

HardwarePhysik Nach IEC 61158-2 und dem FISCO-Modell.Buskennwerte 9... 30 V; 0,3 A max. ; 4,2 W max.Grundstrom 10 mA.FDE Ja: Separat Fehlerabschaltelektronik vorhanden.Fehlerstrom 6 mA; (Fehlerstrom = Max. Dauerstrom ñ

Grundstrom).Anlaufstrom Kleiner als der Grundstrom.Ex-Zulassung EEx ia IIC T6 bzw. EEx ib IIC/IIB T6 nach

dem FISCO-Modell.Anschluss Verpolungsunabh‰ngig.

SoftwareGSD alle KROHNE-Ger‰testammdaten werden

auf Diskette mitgeliefertGer‰te-Profil Komplette Realisierung des Profils B, V3.0Funktionsblˆcke angegebene Einheiten = Default-Einheiten

Massedurchfluss [kg/s]Dichte [kg/l]Temperatur [K]Massez‰hler [kg]Volumendurchfluss [m3/h]Massekonzentration [%sol/wt] oder ∞ Brix[deg Brix]Durchfluss Trockensubstanz [kg/s]Volumenz‰hler [m3]Optional:Volumenkonzentration [%vol]∞ BaumÈ [degBaum hv]

Adressbereich 0-126, default 126ÑSet_Slave_Addressì wird unterst¸tzt

Bedienung Anzeige- und Bedienoberfl‰che am Ger‰tSAP`s 4; die Anzahl Service Access Points ist

typischerweise gleich der max. AnzahlMaster Klasse 2 (Bedientools)