Coriolis-Durchflussmesssystem mit einem
Micro Motion® 2-Leiter-Messumformer 4200
Sicherheitsanleitung für die sicherheitsgerichtete
Systeminstrumentierung (SIS)
Sicherheitshinweise
Die Sicherheitshinweise in dieser Anleitung dienen dem Schutz von Personal und Geräten/Anlagen. Die Sicherheitshinweise sind
sorgfältig durchzulesen, bevor mit dem nächsten Schritt fortgefahren wird.
Sicherheitshinweise und Zulassungsinformationen
Dieses Micro Motion Produkt entspricht allen anwendbaren europäischen Richtlinien, sofern es entsprechend den Anweisungen in
dieser Installationsanleitung installiert ist. Die Richtlinien, die dieses Produkt betreffen, sind in der EU-Konformitätserklärung
aufgeführt. Die EU-Konformitätserklärung mit allen anwendbaren europäischen Richtlinien sowie die kompletten ATEXInstallationszeichnungen und -Anweisungen sind im Internet unter www.emerson.com verfügbar oder über den Micro Motion
Kundenservice erhältlich.
Informationen bezüglich Geräten, die der europäischen Druckgeräterichtlinie entsprechen, finden sich im Internet unter
www.emerson.com.
Für Installationen in Ex-Bereichen in Europa ist die Norm EN 60079-14 zu beachten, sofern keine nationalen Normen anwendbar
sind.
Weitere Informationen
Die kompletten technischen Daten des Produktes sind im Produktdatenblatt aufgeführt. Informationen zur Störungsanalyse und beseitigung finden sich in der Konfigurationsanleitung. Produktdatenblätter und Anleitungen sind auf der Internetseite von Micro
Motion unter www.emerson.com verfügbar.
Vorgaben zum Rücksendeverfahren
Zur Warenrücksendung befolgen Sie bitte das Rücksendeverfahren von Micro Motion. Dieses Verfahren sorgt für die Einhaltung
der gesetzlichen Transportvorschriften und gewährleistet ein sicheres Arbeitsumfeld für die Mitarbeiter von Micro Motion. Bei
Nichteinhaltung des von Micro Motion festgeschriebenen Verfahrens wird Micro Motion die Annahme der zurückgesendeten
Produkte verweigern.
Informationen zu Rücksendeverfahren und die entsprechenden Formulare sind online auf unserer Support-Website
www.emerson.com verfügbar oder telefonisch über den Micro Motion Kundenservice erhältlich.
4.2 Meldung von Fehlern................................................................................................................. 19
Sicherheitsanleitung für die sicherheitsgerichtete Systeminstrumentierung (SIS)5
InhaltSicherheitsanleitung
April 2019MMI-20076026
6 Micro Motion® 2-Leiter-Messumformer 4200
SicherheitsanleitungEinführung
MMI-20076026 April 2019
1Einführung
1.1Über dieses Dokument
Dieses Dokument enthält Informationen über die Installation, Inbetriebnahme und
Wiederholungsprüfung eines Coriolis-Durchflussmesssystems mit einem Messumformer
4200 zur Erfüllung der Vorgaben für ein Sicherheitssystem (SIS).
Wichtig
Die Angaben in diesem Handbuch basieren auf den folgenden Annahmen:
• Der Messumformer wurde in Übereinstimmung mit den Anweisungen in der
zugehörigen Installationsanleitung ordnungsgemäß und vollständig installiert.
• Den Anwendern sind die grundlegenden Konzepte und Verfahren für die Installation,
Konfiguration und Wartung von Messumformern und Sensoren bekannt.
1.2Zugehörige Dokumentation
Siehe die Zulassungsdokumentation im Lieferumfang des Messumformers. Alternativ
kann die entsprechende Dokumentation von der Micro Motion Website
(www.emerson.com) heruntergeladen werden.
• Bedienungsanleitung Micro Motion ProLink III mit ProcessViz Software
• Sensor-Installationsanleitung, im Lieferumfang des Sensors enthalten
• FMEDA-Bericht für ein Coriolis-Durchflussmesssystem mit einem Messumformer 4200,
von exida.com LLC für Emerson erstellt
Sicherheitsanleitung für die sicherheitsgerichtete Systeminstrumentierung (SIS)7
EinführungSicherheitsanleitung
April 2019MMI-20076026
8 Micro Motion® 2-Leiter-Messumformer 4200
SicherheitsanleitungInstallation und Inbetriebnahme
MMI-20076026 April 2019
2Installation und Inbetriebnahme
Dieser Abschnitt ist für die Installation und Inbetriebnahme eines CoriolisDurchflussmesssystems mit einem Messumformer 4200 mit SIS-Merkmalen zu
verwenden.
Anforderungen gemäß IEC 61508
Das Coriolis-Durchflussmesssystem mit einem Messumformer 4200 ist gemäß den
einschlägigen Anforderungen von IEC 61508 zertifiziert.
Systematische FähigkeitSIL-3-fähig
Beliebige Fähigkeit
Ausfallraten gemäß IEC 61508 in FIT
Gerätλ
Integriert montierter Messumformer 4200 und 9-adriger, abgesetzt montierter Messumformer 4200C
(1)
• Typ-B-Element
• SIL-2-fähig bei HFT = 0 (einzelnes Messsys-
tem)
• SIL-3-fähig bei HFT = 1 (mehrere Messsyste-
me)
SD
0152213076
λ
SU
λ
DD
λ
DU
SIS-zertifizierte Versionen
Emerson nimmt Änderungen nach einem SIS-konformen Verfahren vor. Änderungen, die
nach der Erstfreigabe vorgenommen werden, wirken sich nicht auf die SIS-Zertifizierung
aus.
Über das Display lassen sich mittels Über→Versionen Versionsinformationen abrufen.
Tabelle 2-1: SIS-zertifizierte Versionen für einen Messumformer 4200
GerätDisplaykennzeichnungVersion
4200-FirmwareCore-Prozessor1.0 und höher
4200-HardwareMessumformer-Hardware0 und höher
Bei SIS-Anwendungen eines Messumformers 4200 mit eigensicheren Ausgängen wird der
mA-Ausgang von Kanal A für die sicherheitskritische Messgröße (Massedurchfluss,
Volumendurchfluss oder Dichte) verwendet. Die SIS-Merkmale werden durch Lizenzierung
freigeschaltet. Andere Ausgangskanäle können ebenfalls lizenziert werden, fallen jedoch
nicht unter die SIS-Nutzung.
9
(1) FIT = 1 Ausfall / 10
Sicherheitsanleitung für die sicherheitsgerichtete Systeminstrumentierung (SIS)9
Stunden
Installation und InbetriebnahmeSicherheitsanleitung
April 2019MMI-20076026
Sicherheitsvorkehrungen
Vor der Durchführung von Änderungen am Coriolis-Durchflussmesssystem mit einem
Messumformer 4200, wie beispielsweise Konfigurationsänderungen, Firmware-Upgrades,
Austausch der Messumformer-Hardware oder des Sensors:
• Es sind geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um eine Fehlauslösung durch
elektronisches Umgehen der für die Sicherheit verantwortlichen
speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) zu vermeiden.
Wichtig
Es muss sichergestellt werden, dass alternative Mittel vorhanden sind, um den Prozess
in einem sicheren Zustand zu halten.
• Vor der Rückversetzung des Messsystems in den Online-Betrieb und die Aufhebung der
Umgehung der Sicherheits-SPS sind die Konfiguration des Messumformers sowie
sämtliche Sicherheitsparameter zu überprüfen.
2.1Einrichtung des Messumformers 4200
Mit diesem Abschnitt soll sichergestellt werden, dass der Messumformer 4200 für SISAnwendungen korrekt installiert und konfiguriert wird.
2.1.1
Für die Verifizierung und Konfiguration (falls erforderlich) der Einstellungen kann ProLink
III, das Display des Messumformers 4200 oder der Feldkommunikator verwendet werden.
Für weitere Informationen siehe Micro Motion 2-Leiter-Messumformer 4200: Konfigurations-und Bedienungsanleitung.
Neben den standardmäßigen Installationsschritten, die in der SensorInstallationsanleitung beschrieben sind, benötigt der Sensor keine weiteren besonderen
Installationsmaßnahmen.
Einrichtung des Messumformers 4200
Prozedur
1. Für die Montage des Messumformers und die Sensorverkabelung ist die Micro
Motion 2-Leiter-Messumformer 4200: Installationsanleitung zu verwenden.
2. Verdrahten Sie die passive (externe) Stromversorgung von Kanal A mit dem
entsprechenden Ausgangsanschluss und den Pins.
10 Micro Motion® 2-Leiter-Messumformer 4200
A
1
2
D
C
B
SicherheitsanleitungInstallation und Inbetriebnahme
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Abbildung 2-1: mA/HART-Ausgangsverkabelung von Kanal A (mit externer
Spannungsversorgung)
A. mA/HART-Ausgang
B. Versorgungsspannung (siehe Abbildung 2-2.)
C. Messkreisbürde (siehe Abbildung 2-2 bzgl. max. Messkreisbürde)
D. Eingangsgerät
Abbildung 2-2: Versorgungsspannung und Bürde des Ausgangs von Kanal A
A. Bürde (Ohm)
B. Versorgungsspannung (Vv)
C. Maximale Messkreisbürde (Ohm)
3. Sicherstellen, dass die folgenden Funktionen lizenziert sind: SIL und ChA.
4. Sämtliche Sicherheitsparameter verifizieren:
a) Sicherstellen, dass sämtliche erforderlichen Parameter für die Durchfluss-
und Dichtekalibrierung gesetzt sind (FCF, K1, K2, D1, D2 und DT).
b) Die Konfiguration des Messanfangs (Lower Range Value, LRV) und des
Messendes (Upper Range Value, URV) für mA-Ausgang 1 von Kanal A
verifizieren.
c) Die Konfiguration der erforderlichen Messeinheiten (Massedurchfluss,
Volumendurchfluss, Dichte und Temperatur) verifizieren.
Sicherheitsanleitung für die sicherheitsgerichtete Systeminstrumentierung (SIS)11
Installation und InbetriebnahmeSicherheitsanleitung
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d) Sicherstellen, dass die HART-Primärvariable (PV) dem mA-Ausgang von Kanal
A zugewiesen ist.
e) Die Konfiguration des erforderlichen Parameters für die
Schleichmengenabschaltung verifizieren.
f) Die Konfiguration der erforderlichen Dämpfungswerte, wie Durchfluss,
Dichte, Temperatur und zusätzliche Dämpfung, verifizieren.
g) Sicherstellen, dass die mA-Ausgang-Störaktion auf Aufwärts oder Abwärts
gesetzt ist.
2.2Diagnose eines Messumformers 4200
Die SIL-Lizenz ermöglicht eine Diagnose auf der Grundlage eines Vergleichs zwischen dem
mA-Ausgang und dem internen mA-Rücklesewert (Readback-Funktion).
Wenn die Differenz zwischen dem programmierten Wert des mA-Ausgangs und dem
tatsächlichen internen mA-Rücklesewert über 0,2 mA liegt, wird ein Electronics
Failed Alarm aktiviert. Innerhalb von 5 Minuten werden sämtliche Analogausgänge
abgeschaltet (sämtliche Ausgänge werden in den 3,6 mA-Störungszustand versetzt). Der
Alarm wird wie folgt angezeigt:
2.2.1
Display:
ProLink III:mAO Verification Failed
Nach 5 Minuten werden die Ausgänge wieder eingeschaltet und die Vergleichsprüfung
zwischen dem mA-Ausgang und dem internen mA-Rücklesewert wird erneut
durchgeführt. Wenn der Alarm auf einen transienten Zustand zurückzuführen ist, der nun
nicht länger vorliegt, nimmt der Messumformer wieder seinen Normalbetrieb auf. Ist der
Alarm hingegen auf den Ausfall einer Komponente zurückzuführen, bleibt er aktiv und die
Ausgänge werden erneut abgeschaltet.
Anmerkung
In den ersten 5 Minuten nach Einschalten des Messumformers ist die Diagnosefunktion für
einen Vergleich zwischen dem mA-Ausgang und dem mA-Rücklesewert deaktiviert.
Während dieser Zeit kann die korrekte Verkabelung und Funktion des Vergleichs zwischen
dem ChA-mA-Ausgang und dem internen mA-Rücklesewert verifiziert werden.
Verification of mAO1 Failed
Aktiveren oder Deaktivieren des SoftwareSchreibschutzes
Bei aktiviertem Schreibschutz werden Änderungen der Messumformerkonfiguration
verhindert. Alle anderen Funktionen stehen weiterhin zur Verfügung. Die
Konfigurationsparameter des Messumformers können angezeigt werden.
Der Schreibschutz wird durch Umschalten des physischen Schreibschutzschalters (DIP)
(gekennzeichnet durch ein Schlosssymbol) hinter dem Anzeigemodul aktiviert.
12 Micro Motion® 2-Leiter-Messumformer 4200
SicherheitsanleitungInstallation und Inbetriebnahme
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Abbildung 2-3: DIP-Schalter für den Schreibschutz hinter dem Display-Modul
Abbildung 2-4: Schreibschutz auf dem Display (obere rechte Ecke)
Sie können den Schreibschutz von keinem Host-Konfigurationstool aus ändern.
Anmerkung
Die Aktivierung des Schreibschutzes des Messumformers verhindert in erster Linie
versehentliche Konfigurationsänderungen, nicht jedoch tatsächlich gewollte Änderungen.
Jeder Benutzer, der den Schalter ändern kann, kann den Schreibschutz deaktivieren.
2.3Firmware-Update
Wenn Sie die Firmware aktualisieren müssen, wenden Sie sich an den Kundendienst.
2.4Austausch von Hardware
Wenn Hardware ausgetauscht werden muss, müssen sämtliche Ersatzteile von Emerson
bezogen werden.
Für Baugruppen von Emerson, die gedruckte Schaltungen enthalten, können keine durch
den Benutzer bereitgestellten Komponenten verwendet werden.
Sicherheitsanleitung für die sicherheitsgerichtete Systeminstrumentierung (SIS)13
Installation und InbetriebnahmeSicherheitsanleitung
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Prozedur
1. Die Hardware austauschen.
Die entsprechende Sensor-Installationsanleitung oder die Micro Motion 2-Leiter-Messumformer 4200: Installationsanleitung verwenden.
2. Die Messumformerkonfiguration und sämtliche Sicherheitsparameter verifizieren.
3. Den Schreibschutz aktivieren.
14 Micro Motion® 2-Leiter-Messumformer 4200
SicherheitsanleitungWiederholungsprüfungen
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3Wiederholungsprüfungen
Durch Wiederholungsprüfungen lassen sich Messumformerfehler auffinden, die durch die
Diagnosefunktionen des Messumformers nicht erkannt werden können. Größtenteils
handelt es sich dabei um unerkannte Fehler, die eine korrekte Funktionsweise der
Sicherheitsfunktion verhindern.
Die Häufigkeit bzw. das Intervall der Wiederholungsprüfungen bestimmt sich durch
Zuverlässigkeitsberechnungen in Bezug auf die Sicherheitsfunktion des vorliegenden
Messumformermodells.
Die Wiederholungsprüfungen müssen mindestens so häufig durchgeführt werden, wie
durch die Berechnung festgelegt ist, um die erforderliche Sicherheitsfunktion
gewährleisten zu können.
3.1Optionen für Wiederholungsprüfungen
Für das Coriolis-Durchflussmesssystem mit einem Messumformer 4200 gibt es zwei
Methoden für Wiederholungsprüfungen, die für die Fehlererkennung durchgeführt
werden können.
Wiederholungsprüfungen können mit dem Display, ProLink III oder dem
Feldkommunikator durchgeführt werden.
Tabelle 3-1: Optionen für Wiederholungsprüfungen
WiederholungsprüfungBeschreibungErkennung von gefährli-
chen, unerkannten Fehlern
1• Min-bis-Max-Test des mA-Aus-
gangs
• Prüfung auf Alarme
• Prüfung der Konfiguration
• Smart Meter Verification (SMV)
• Prüfung der internen Tempera-
turmessung
• Test auf Soft-Errors im RAM
1 und 2• Min-bis-Max-Test des mA-Aus-
gangs
• Prüfung auf Alarme
• Prüfung der Konfiguration
• SMV
• Prüfung der internen Tempera-
turmessung
• Test auf Soft-Errors im RAM
• Kalibrierung mittels Messnormal
46 %
99 %
Sicherheitsanleitung für die sicherheitsgerichtete Systeminstrumentierung (SIS)15
Wiederholungspr
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üfungenSicherheitsanleitung
3.2Wiederholungsprüfung 1
Wiederholungsprüfung 1 wird für einen SIL-zugelassenen Messumformer 4200 mit
integriertem Core-Prozessor oder mit Core-Prozessor mit erweiterter Funktionalität
empfohlen.
Voraussetzungen
Bei diesem Verfahren wird davon ausgegangen, dass Sie mit den Anlagenverfahren
vertraut sind. Einzelheiten dazu, wie Sie einen der folgenden Schritte ausführen, finden Sie
in der Micro Motion 2-Leiter-Messumformer 4200: Sicherheitsanleitung für diesicherheitsgerichtete Systeminstrumentierung (SIS).
Prozedur
1. Es sind geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um eine Fehlauslösung durch
elektronisches Umgehen der für die Sicherheit verantwortlichen
speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) zu vermeiden.
Wichtig
Es muss sichergestellt werden, dass alternative Mittel vorhanden sind, um den
Prozess in einem sicheren Zustand zu halten.
Beispiel
Für die Umgehung der Sicherheits-SPS-Funktion sind Verfahren für das
Änderungsmanagement anzuwenden.
2. Den Schreibschutz deaktivieren.
3. Mit einem externen Gerät, beispielsweise einem Fluke-Messgerät, zur Prüfung des
mA-Ausgangs alle mA-Ausgänge auf den Fehlerwert setzen, der für „Aufwärts“
festgelegt ist. Prüfen, ob der mA-Strom diesen Wert erreicht, oder den
Standardwert (22 mA) verwenden.
Dieser Test eignet sich zur Überprüfung von Spannungsproblemen, wie z. B. einer
zu niedrigen Versorgungsspannung des Messkreises oder einem erhöhten
Verdrahtungswiderstand.
4. Mit einem externen Gerät, beispielsweise einem Fluke-Messgerät, zur Prüfung des
mA-Ausgangs alle mA-Ausgänge auf den Fehlerwert setzen, der für „Abwärts“
festgelegt ist – 3,6 mA. Prüfen, ob der mA-Strom diesen Wert erreicht, oder den
Standardwert von 4-20 mA verwenden.
Dieser Schritt eignet sich für die Prüfung auf mögliche Fehler in Bezug auf den
Ruhestrom.
5. Den Temperaturwert des Sensors ablesen. Den Wert mit der Prozesstemperatur
vergleichen und sicherstellen, dass der Ablesewert angemessen ist.
6. Die Spannungsversorgung des Messumformers aus-/einschalten. Ca. 30 s warten,
bis das Durchflussmesssystem den normalen Betrieb wieder aufnimmt.
7. Einen SMV-Test durchführen. Dazu auf das Kapitel „Messunterstützung“
(Measurement support) in Micro Motion 2-Leiter-Messumformer 4200: Konfigurations-und Bedienungsanleitung zugreifen.
8. Verifizieren, dass der Messumformer keine Alarm- oder Warnmeldungen anzeigt.
9. Alle sicherheitskritischen Konfigurationsparameter überprüfen.
16 Micro Motion® 2-Leiter-Messumformer 4200
SicherheitsanleitungWiederholungsprüfungen
MMI-20076026 April 2019
10. Die volle Betriebsfähigkeit des Messkreises wiederherstellen.
11. Den Schreibschutz aktivieren.
12. Die Umgehung der Sicherheits-SPS aufheben oder den Normalbetrieb auf eine
andere Weise wiederherstellen.
13. Die Ergebnisse dieser Wiederholungsprüfung sind gemäß den Sicherheitsverfahren
der Anlage zu dokumentieren.
3.3Wiederholungsprüfung 2
Wiederholungsprüfung 2 wird für alle Messumformer 4200 mit SIL-Zulassung empfohlen.
Prozedur
Es ist eine komplette Kalibrierung mittels Messnormal durchzuführen.
Anmerkung
Die Messsystemverifizierung und der integrierte Temperaturverifizierungstest sind in einer
Komplettkalibrierung enthalten.
Sicherheitsanleitung für die sicherheitsgerichtete Systeminstrumentierung (SIS)17
WiederholungsprüfungenSicherheitsanleitung
April 2019MMI-20076026
18 Micro Motion® 2-Leiter-Messumformer 4200
SicherheitsanleitungBetriebseinschr
MMI-20076026 April 2019
änkungen
4Betriebseinschränkungen
4.1Zuverlässigkeitsdaten
Das Coriolis-Durchflussmesssystem mit einem Messumformer 4200:
• Weist eine spezifizierte Sicherheitsabweichung von 2 % auf. Ausfälle interner
Komponenten werden in die Geräteausfallrate einbezogen, wenn sie einen Fehler von
2 % oder mehr verursachen.
• Meldet einen internen Fehler innerhalb von 5 Minuten nach Auftreten des Fehlers –
Worst-Case-Szenario.
• Erzeugt innerhalb von 30 Sekunden nach Einschalten oder Inbetriebnahme ein gültiges
Signal.
FMEDA-Bericht
Ein FMEDA-Bericht (Failure Mode, Effects and Diagnostics Analysis) wird zur Berechnung
der Ausfallrate verwendet. Ein FMEDA-Bericht für ein Coriolis-Durchflussmesssystem mit
einem Messumformer 4200 beinhaltet:
• Sämtliche Ausfallraten und Ausfallarten
• Häufige Ursachenfaktoren für Anwendungen mit redundanten Geräten, die in
Zuverlässigkeitsberechnungen einbezogen werden sollten
• Die erwartete Nutzungsdauer des Durchflussmesssystems und Messumformers, da die
Zuverlässigkeitsberechnungen ausschließlich für die Nutzungsdauer der Geräte gelten
Der FMEDA-Bericht ist über www.emerson.com erhältlich.
Umwelt- und Anwendungsgrenzen
Informationen zu Umgebungs- und Anwendungsgrenzen finden Sie im Produktdatenblatt
des Sensors und im Micro Motion 2-Leiter-Messumformer 4200: Produktdatenblatt.
Bei Verwendung des Durchflussmesssystems oder des Messumformers außerhalb der
Grenzwerte der Umgebungsbedingungen und Anwendung verlieren die
Zuverlässigkeitsdaten des FMEDA-Berichts ihre Gültigkeit.
4.2Meldung von Fehlern
Prozedur
Wenn Sie Fehler erkennen, die die Sicherheit beeinträchtigen, wenden Sie sich an den
Verantwortlichen für die Produktsicherheit bei Emerson.
Nehmen Sie über den Kundenservice Kontakt mit dem Verantwortlichen für die
Produktsicherheit auf. Der Kundenservice steht 24 Stunden am Tag, an sieben Tagen in
der Woche zur Verfügung. Die Kontaktdaten sind auf dem Deckblatt dieses Handbuchs
angegeben.
Sicherheitsanleitung für die sicherheitsgerichtete Systeminstrumentierung (SIS)19
*MMI-20076026 *
MMI-20076026
Rev. AA
2019
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T +31 (0) 70 413 6666
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OHG
Katzbergstr. 1
40764 Langenfeld (Rhld.)
Deutschland
T +49 (0) 2173 3348 – 0
F +49 (0) 2173 3348 – 100
Das Emerson Logo ist eine Marke und Dienstleistungsmarke der Emerson Electric Co. Micro Motion,
ELITE, ProLink, MVD und MVD Direct Connect sind Marken eines der Emerson Automation Solutions
Unternehmen. Alle anderen Marken sind Eigentum ihrer jeweiligen Besitzer.
Emerson Process Management AG
Blegistraße 21
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Schweiz
T +41 (0) 41 768 6111
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Österreich
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F +43 (0) 2236-607 44
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