Thyracont VSM77D, VSM77DL, VSM78DL, VSM79D, VSM79DL Operating Instructions Manual
...
VSM77D, VSM77DL
VSM78D, VSM78DL
VSM79D, VSM79DL
Vakuum Transmitter
Vacuum Transducer
Betriebsanleitung
Operating Instructions
2
VSM-de-171005
3
VSM-de-171005
Inhalt
1
Hinweise für Ihre Sicherheit .......................................................... 4
2
Vakuum Transmitter VSM ............................................................. 5
2.1
Zur Orientierung ......................................................................... 5
2.2
Lieferumfang .............................................................................. 5
2.3
Produktbeschreibung ................................................................. 6
3
Installation ...................................................................................... 7
3.1
Hinweise zur Installation ............................................................ 7
3.2
Vakuumanschluss ...................................................................... 7
3.3
Elektrischer Anschluss ............................................................... 8
3.3.1 Anschluss an Thyracont Anzeigegeräte ............................. 8
3.3.2 Kundeneigene Spannungsversorgung ............................... 9
4
Betrieb ........................................................................................... 10
4.1
Allgemeines .............................................................................. 10
4.2
Bedienung des VSM ................................................................ 11
4.3
Nachjustieren ........................................................................... 12
4.4
Ausheizen ................................................................................. 13
5
Kommunikation ............................................................................ 14
5.1
Die serielle Schnittstelle des VSM ........................................... 14
5.2
Befehlsübersicht ....................................................................... 15
5.3
Geräte-Parameter und Information .......................................... 16
5.4
Messwertabfrage ...................................................................... 17
5.5
Displayfunktionen ..................................................................... 17
5.6
Schaltpunkte ............................................................................. 18
5.7
Nachjustieren ........................................................................... 20
5.8
Sensor Parameter .................................................................... 20
5.9
VacuGraphTM Software ............................................................ 23
6
Wartung und Service ................................................................... 24
7
Technische Daten ........................................................................ 26
Konformitätserklärung ......................................................................... 28
Hersteller:
Thyracont Vacuum Instruments GmbH
Max Emanuel Straße 10
D 94036 Passau
Tel.: ++49/851/95986-0
email: info@thyracont-vacuum.com
Internet: http://www.thyracont-vacuum.com
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VSM-de-171005
1 Hinweise für Ihre Sicherheit
Lesen und befolgen Sie alle Punkte dieser Anleitung
Informieren Sie sich über Gefahren, die vom Gerät ausgehen und Gefahren, die
von Ihrer Anlage ausgehen
Beachten Sie die Sicherheits- und Unfall-Verhütungsvorschriften
Prüfen Sie regelmäßig die Einhaltung aller Schutzmaßnahmen
Installieren Sie das VSM unter Einhaltung der entsprechenden Umgebungsbedin-
gungen; die Schutzart ist IP40 (die Geräte sind geschützt gegen Eindringen von
Fremdkörpern) bzw. IP54 bei Verwendung geeigneter Steckverbinder
Beachten Sie beim Umgang mit den verwendeten Prozessmedien die einschlägigen
Vorschriften und Schutzmaßnahmen
Berücksichtigen Sie mögliche Reaktionen zwischen Werkstoffen und Prozessme-
dien
Berücksichtigen Sie mögliche Reaktionen der Prozessmedien infolge der
Eigenerwärmung des Produkts
Gerät nicht eigenmächtig umbauen oder verändern
Informieren Sie sich vor Aufnahme der Arbeiten über eine eventuelle Kontamination
Beachten Sie im Umgang mit kontaminierten Teilen die einschlägigen Vorschriften
und Schutzmaßnahmen
Legen Sie beim Einsenden des Gerätes eine Kontaminationsbescheinigung bei
Geben Sie die Sicherheitsvermerke an andere Benutzer weiter
Piktogramm-Definitionen
Gefahr von Personenschäden
Starkes Magnetfeld!
Gefahr von Personenschäden
Gefahr von Schäden an Gerät oder Anlage
Wichtige Information über das Produkt, dessen Handhabung
oder den jeweiligen Teil der Betriebsanleitung, auf den besonders aufmerksam gemacht werden soll
5
VSM-de-171005
2 Vakuum Transmitter VSM
2.1 Zur Orientierung
Diese Betriebsanleitung ist gültig für Produkte mit den Artikelnummern
VSM77D, VSM77DL,
VSM78D, VSM78DL,
VSM79D und VSM79DL.
Sie finden die Artikelnummern auf dem Typenschild. Technische Änderungen
ohne vorherige Anzeige sind vorbehalten.
2.2 Lieferumfang
Zum Lieferumfang gehören:
- Transmitter VSM
- Staubschutzkappe
- Betriebsanleitung
Lieferbares Zubehör:
- Zubehörset Smartline, SLZUB:
Schutzkoffer,
Schnittstellenkonverter RS485-USB,
Steckernetzteil 24 V
- Zentrierdichtring DN25KF mit Metall-Schutzblende, ZZCH025
- Zentrierdichtring DN40KF mit Metall-Schutzblende, ZZCH040
- Metall-Schutzblende für DN40CF, ZZCH040CF
Stecker und Messkabel:
- Messkabel 2m für Anzeigegerät VD10/VD12, W1515002
- Messkabel 6m für Anzeigegerät VD10/VD12, W1515006
- Messkabel, 2m mit offenen Enden, W1500002
- Messkabel, 6m mit offenen Enden, W1500006
- Gegenstecker Smartline IP54, XB15SL05 *
- Messkabel IP54, 2m mit offenen Enden, W1500502 *
- Messkabel IP54, 6m mit offenen Enden, W1500506 *
* IP54 Einzelstecker, Transmitter können damit nicht als RS485-Kette verbunden
werden
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VSM-de-171005
2.3 Produktbeschreibung
Der Vakuum Transmitter VSM dient zur Absolutdruck-Messung in gasförmigen
Medien im Bereich 1000 - 5x10-9 mbar. Das Gerät kann an ein Thyracont
Anzeigegerät angeschlossen oder gemäß Anschlussbelegung mit einer
kundeneigenen Spannungsversorgung betrieben werden.
Das analoge Mess-Signal 1,82V - 8,6V ist dabei über den gesamten Messbereich logarithmisch vom Druck abhängig.
Zusätzlich besitzt das Gerät eine RS485 Schnittstelle zur digitalen Datenübertragung (siehe Abschnitt 5.1).
Das Gerät ist mit einem metallgedichteten Kombinationssensor des Typs Pirani /
Kaltkathode (invertiertes Magnetron) ausgerüstet und temperaturkompensiert. Es
kann an geeignete Flanschverbindungen angeschlossen werden.
Bestimmungsgemäße Verwendung
Das VSM dient ausschließlich der Absolutdruckmessung in gasförmigen Medien
im Bereich 1000 - 5x10-9 mbar. Es darf nur an geeignete und hierfür vorgesehene Komponenten angeschlossen werden.
Nicht bestimmungsgemäße Verwendung
Als nicht bestimmungsgemäß gilt der Einsatz zu Zwecken, die von oben
genannten abweichen, insbesondere:
- der Anschluss an Geräte oder Komponenten, die laut ihrer Betriebs-
anleitung hierfür nicht vorgesehen sind
- der Anschluss an Geräte, die berührbare, Spannung führende Teile
aufweisen.
Bei nicht bestimmungsgemäßem Einsatz erlischt jeglicher Haftungs- und
Gewährleistungsanspruch
Die Verantwortung im Zusammenhang mit den verwendeten Prozessmedien
liegt beim Betreiber.
Das Gerät ist nicht zum Einsatz in Verbindung mit Korrosivgas
vorgesehen. Aggressive Medien wie Halogenide, Kohlenstoffoder Sauerstoff-Plasmen können die Lebensdauer des Sensors reduzieren!
Ölnebel, Staub und Kondensat beeinträchtigen die Funktion
des Sensors und können zum Ausfall führen!
Dauerhafter Betrieb im Druckbereich 5x10
-4
bis 5x10-3 mbar
kann einen erhöhten Verschleiß des Kaltkathodensensors bewirken.
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VSM-de-171005
3 Installation
3.1 Hinweise zur Installation
Starkes Magnetfeld!
Das Gerät enthält starke Permanentmagnete.
Keine eigenmächtigen Umbauten oder Veränderungen am Gerät
vornehmen!
Aufstellungsort: Innenräume
Für nicht vollklimatisierte Betriebsräume gilt:
Temperatur: +5°C ... +60°C
Rel. Luftfeuchte: max. 80% bis 30°C, max. 50% bei 40°C, nicht betauend
Luftdruck: 860 - 1060 hPa (mbar)
3.2 Vakuumanschluss
Schmutz und Beschädigungen, insbesondere am Flansch, beeinträchtigen die Funktion dieses Gerätes.
Beachten Sie bitte die beim Umgang mit Vakuumkomponenten
erforderlichen Regeln in Bezug auf Sauberkeit und Schutz vor
Beschädigung.
- Staubschutzkappe entfernen (wird bei Instandhaltungsarbeiten wieder
benötigt!)
- Vakuumanschluss über Kleinflansch DN25 ISO KF (VSM77), DN40 ISO KF
(VSM78) oder DN40CF-Flansch (VSM79) herstellen
- Bei Verbindung über Kleinflansch Metall-Spannelemente verwenden, die sich
nur mit einem Werkzeug öffnen und schließen lassen (z.B. SpannbandSpannring), Dichtringe mit Zentrierring verwenden
- Sicherstellen, dass der Sensorflansch mit dem Schutzleiter verbunden ist,
beispielsweise durch metallischen Kontakt zur geerdeten Vakuumkammer
(metallische Spannelemente)
Die Einbaulage ist frei wählbar, jedoch kann eine Montage von unten, d.h. mit
nach oben gerichtetem Flansch, zu vorzeitiger Verschmutzung und Ausfall des
Geräts führen.
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VSM-de-171005
Zu bevorzugen ist der Einbau von oben, d.h. mit nach unten gerichtetem
Flansch, damit sich Staub und Kondensat nicht in der Messzelle ansammeln
können. Der Transmitter ist in dieser Lage ab Werk justiert. Bei anderer
Einbaulage ist -ohne Nachjustierung- eine erhöhte Messwertabweichung im
Druckbereich oberhalb 10 mbar zu erwarten.
Das Gerät beim Einbau nicht gewaltsam verdrehen, dies kann
zur mechanischen Beschädigung führen!
Bei Überdruck im Vakuumsystem > 1 bar
Versehentliches Öffnen von Spannelementen kann zu Verletzungen durch herumfliegende Teile führen!
Ungesicherte Schlauchverbindungen können sich lösen und Gesundheitsschäden durch ausströmende Prozessmedien herbeiführen!
Bei Überdruck im Vakuumsystem 1,5 bis 4 bar
Bei KF-Flanschverbindungen können Elastomer-Dichtringe dem
Druck nicht mehr standhalten. Dies kann zu Gesundheitsschäden durch ausströmende Prozessmedien führen.
3.3 Elektrischer Anschluss
3.3.1 Anschluss an Thyracont Anzeigegeräte
Wird der Transmitter an einem Thyracont Anzeigegerät betrieben, ist ein
geeignetes Messkabel zu verwenden (siehe Zubehör).
Anschluss des Transmitters niemals mit Spannung führendem
Kabel herstellen!
Stecker am Transmitter einstecken und mit Schrauben sichern. Gegenüberliegenden Stecker am Anzeigegerät anstecken und sichern. Erst danach
Spannungsversorgung am Anzeigegerät herstellen bzw. einschalten.
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VSM-de-171005
3.3.2 Kundeneigene Spannungsversorgung
Der Transmitter kann auch mit anderen Anzeigegeräten oder kundeneigener
Spannungsversorgung betrieben werden.
Die elektrische Verbindung ist unter Verwendung geeigneter Kabel EMV-gerecht
gemäß untenstehender Pinbelegung herzustellen:
1
8
15
9
Stecker
Pin 1:
Pin 2:
Pin 3:
Pin 4:
Pin 5:
Pin 6:
Pin 7:
Pin 8:
Pin 9:
Pin 10:
Pin 11:
Pin 12:
Pin 13:
Pin 14:
Pin 15:
Typ SubD,
15polig, männlich
Identifikation: 33 kΩ
Signal Output 0-10VDC
AGND
Voltage Supply 24 VDC
Supply GND
Relay 1, N.O.
Relay 1, Common
Relay 1, N.C.
RS485 +
RS485 Shield
Relay 2, N.O.
Relay 2, Common
Relay 2, N.C.
Wir empfehlen, Abschirmung (Pin 12) und Speisungserde (Pin5)
beim Speisegerät mit Erdung zu verbinden.
Falscher Anschluss oder unzulässige Versorgungsspannung
können zu Schäden am Transmitter führen.
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VSM-de-171005
4 Betrieb
4.1 Allgemeines
Messprinzip
Der Vakuum Transmitter VSM besitzt eine interne Kombination aus Piranisensor,
der die Wärmeleitfähigkeit von Gasen zur Vakuummessung nutzt, und einem
Kaltkathoden-Ionisationssensor (invertiertes Magnetron).
Beim Wärmeleitungssensor wird ein Wendel-Filament in einer Wheatstone
Brückenschaltung auf eine konstante Temperatur aufgeheizt. Die notwendige
Brückenspannung ist ein Maß für den Absolutdruck.
Der Kaltkathoden-Sensor vom Typ invertiertes Magnetron erzeugt in einer
Gasentladung ionisiert Gasmoleküle. Der gemessene Ionenstrom ist ein Maß für
die Anzahl der vorhandenen Gasmoleküle und somit für den Absolutdruck.
Ausgangssignal
Das Mess-Signal 1,82 - 8,6 V des VSM ist über den gesamten Messbereich von
5x10-9 - 1000 mbar logarithmisch vom Druck abhängig. Die Umrechnung erfolgt
gemäß folgendem Zusammenhang:
Die Ausgangs-Kennlinie kann per
Softwarebefehl skaliert werden,
siehe hierzu Abschnitt 5.8.
Serielle Schnittstelle RS485
Der gemessene Druckwert kann über die serielle RS485 Schnittstelle des
Transmitters digital ausgelesen werden. Darüber hinaus können verschiedene
Parameter wie Gasart-Korrekturfaktoren programmiert werden.
Weitere Informationen hierzu finden sie im Abschnitt 5 Kommunikation.
Stabilisierungszeit
Die Ausgabe des Mess-Signals erfolgt ca. 2 s nach Einschalten des Geräts. Zur
Ausnutzung der vollen Genauigkeit kann es -insbesondere nach extremen
Drucksprüngen- angebracht sein, eine Stabilisierungszeit von 5 min zu beachten.
Messgenauigkeit
Das Gerät ist ab Werk in stehender Position bei einer Versorgungsspannung von
24VDC abgeglichen. Verschmutzung, Alterung, extreme klimatische Bedingungen oder andere Einbaulagen können ein Nachjustieren erforderlich machen.
Im Bereich oberhalb 10mbar ist die Messgenauigkeit reduziert.
Gasartabhängigkeit
Das Mess-Signal ist gasartabhängig. Das Gerät ist auf N
2
bzw. trockene Luft
abgeglichen. Für andere Gase können via RS485 Korrekturfaktoren für beide
Sensortypen gesetzt werden, so dass unterhalb 0,1 mbar eine korrekte
Druckausgabe resultiert (siehe Abschnitt 5.8).
V
out
/V = 0,6 log (p/mbar) + 6,8
p /mbar = 10
( (Vout /V – 6,8) / 0,6 )
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VSM-de-171005
4.2 Bedienung des VSM
Das VSM besitzt eine Status-LED, die folgende Betriebszustände signalisiert:
Normalbetrieb
/ Magnetron on
Normalbetrieb / Magnetron off
(grün - Dauerleuchten)
(grün - langsames Blinken)
Fehler (
rot - Dauerleuchten)
Bereit zum Nachjustieren
(orange - langsames Blinken)
(orange - schnelles Blinken)
Initialisiere Nachjustieren
Die Schaltpunkt LEDs leuchten, sobald das zugehörige Relais angezogen ist.
Die Modelle VSM77DL, VSM78DL und VSM79DL verfügen zudem über eine
gelb hinterleuchtete LCD Anzeige. Diese zeigt den aktuell gemessenen IstDruck. Liegt ein Fehler im Betrieb des Transmitters vor, wird dies durch ein rot
hinterleuchtetes Display signalisiert.
Zum Ändern der Anzeigeeinheit (mbar, Torr, hPa)
während die Spannungsversorgung angeschlossen
wird die Adj Taste gedrückt halten bis die Anzeige
"Unit" erscheint. Dann die gewünschte Einheit durch
Drücken der Adj Taste auswählen.
Nach 5 s ohne weiteren Tastendruck wird die
Einstellung gespeichert.
Anzeigeeinheit und Display-Orientierung können per Softwarekommando
geändert werden, siehe hierzu Kapitel 5.5.
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VSM-de-171005
4.3 Nachjustieren
Das Gerät ist ab Werk bei Versorgungsspannung 24V stehend, d.h. mit dem
Flansch nach unten, abgeglichen.
Andere Einbaulagen, Einsatz unter anderen klimatischen Bedingungen, extreme
Temperaturschwankungen, Alterung oder Verschmutzung können ein Nachjustieren des Piranisensors erforderlich machen.
Nachjustieren am Gerät
Ein Nachjustieren auf Atmosphärendruck oder Nulldruck ist digital über den
Taster "ADJ" möglich (siehe Bedienschema unten). Der Transmitter erkennt
automatisch, um welchen Justierpunkt es sich handelt.
Beim Nullabgleich sollte der Ist-Druck kleiner 5,0x10-5mbar
sein.
Um optimale Ergebnisse beim Nachjustieren zu erzielen, empfehlen wir vor jedem Abgleich eine Warmlaufphase von mindestens 10 Minuten beim jeweiligen Kalibrierdruck zu beachten.
Zum Justieren den Gummistopfen über dem Taster "ADJ" entfernen (1), dann
mit einem dünnen Schraubendreher oder ähnlichem Hilfsmittel kurz auf den
Taster drücken (2), bis die Status-LED schnell orange zu blinken beginnt. Nach
3s ohne weiteren Tastendruck signalisiert langsames Blinken, dass der
Transmitter nun nachjustiert werden kann. Hierzu nochmals kurz die Taste
drücken. Gummistopfen nun wieder einsetzen.
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VSM-de-171005
Set
Set
Status LED grün
Normalbetrieb
Status LED
orange
Justieren
3s
Set
Automatische
Justierung von
Nulldruck oder
Atmosphärendruck
Pirani
Status LED grün
Normalbetrieb
10s grün
Status LED grün
Normalbetrieb
1s grün
Status LED rot
Justierfehler
Status LED grün
Normalbetrieb
3s
Status LED
schnell blinkend
langsam blinkend
Dauerleuchten
Status LED grün
Normalbetrieb / Magnetron aus
Status LED grün
Normalbetrieb / Magnetron ein
Status LED orange
Initialisiere
Nachjustieren
4.4 Ausheizen
Soll die Vakuumkammer mit angeflanschtem VSM ausgeheizt werden, so darf
die Temperatur am Sensorflansch 160 °C keinesfalls überschreiten.
Die Spannungsversorgung des Transmitters muss während des
Ausheizens der Kammer ausgeschaltet sein. Anderenfalls kann
es zu Schäden an der Elektronik kommen!
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VSM-de-171005
5 Kommunikation
5.1 Die serielle Schnittstelle des VSM
Der Transmitter VSM verfügt über eine serielle Schnittstelle RS485. Um die
Kommunikation über RS485 zu aktivieren, ist zunächst der Gummistopfen über
dem Adress-Schalter zu entfernen (1) und anschließend der Adress-Schalter mit
einem dünnen Schraubendreher oder ähnlichem Hilfsmittel auf einen Wert
zwischen 1 und 16 einzustellen (2). Danach den Gummistopfen wieder
einsetzen.
Bei der Kommunikation werden die Telegramme gemäß Thyracont Protokoll
Version V2 als ASCII-Code übertragen. Ausführliche Informationen hierzu finden
Sie in der gesonderten Beschreibung "Thyracont Communication Protocol".
Download unter: www.thyracont-vacuum.com/download-center/
Der analoge Signalausgang 0-10V steht gleichzeitig zur RS485
zur Verfügung!
Schnittstellen-Parameter:
9,6 / 14,4 / 19,2 / 38,4 / 57,6 / 115,2 kBd, 8 Datenbits, 1 Stopbit, keine Parität
Nach dem Einschalten startet der Transmitter mit 9,6 kBd.
Empfängt er Anfrage-Telegramme mit einer anderen Baudrate,
so stellt sich der Transmitter automatisch darauf ein. Für diese
automatische Baudraten-Erkennung benötigt er maximal zwei
Telegramme der Sorte "Typanfrage" oder "Messwertanfrage".
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VSM-de-171005
5.2 Befehlsübersicht
Command Code
Type of Device TD
Product Name PN
Serial Number Device SD
Serial Number Head (Sensor) SH
Version Device VD
Version Firmware VF
Version Bootloader VB
Baud Rate BR
Response Delay RD
Device Restart DR
Measurement Range MR
Measurement Value MV
Measurement Value 1 (Pirani) M1
Measurement Value 4 (Cold Cathode) M4
2
Display Unit DU
1
Display Orientation DO
1
Relay 1 R1
Relay 2 R2
Adjust High (Atmosphere Pressure) AH
Adjust Low (Zero Pressure) AL
Sensor Transition ST
Cathode Control CC
Gas Correction Factor 1 (Pirani) C1
Gas Correction Factor 4 (Cold Cathode) C4
Analog Output Characteristic OC
1) Nur gültig für Geräte mit LCD Display
2) Nicht verfügbar bei ausgeschaltetem Kaltkathodensensor
Das bisherige Schnittstellen-Protokoll der Version V1 wird auch
weiterhin von allen Smartline Geräten unterstützt!
Telegramme, die gemäß Protokollversion 1 aufgebaut sind,
können somit weiter verwendet werden.
16
VSM-de-171005
5.3 Geräte-Parameter und Information
Type of Device TD:
Abfragen des Gerätetyps, z.B. VSM207
Product Name PN:
Abfragen des Produktnamens, z.B. VSM77D
Serial Number Device SD:
Abfragen der Geräte-Seriennummer
Serial Number Head SH:
Abfragen der Seriennummer des Sensorkopfes
Version Device VD:
Abfragen der Hardware-Versionsnummer des Geräts
Version Firmware VF:
Abfragen der Firmware-Versionsnummer des Geräts
Version Bootloader VB:
Abfragen der Bootloader-Version des Geräts
Baud Rate BR:
Einstellen der Baudrate zur Datenübertragung
Wertebereich: 9600, 14400, 19200, 28800, 38400, 57600, 115200 Bd
Response Delay RD:
Abfragen und Einstellen der Wartezeit zwischen dem Empfang eines Telegramms und dem Senden der Antwort.
Wertebereich: 1 … 99999 µs (Default 5500 µs)
Device Restart DR:
Geräte-Reset durchführen
17
VSM-de-171005
5.4 Messwertabfrage
Measurement Range MR:
Abfragen des Messbereichs, z.B. beim VSM 1000 … 5x10-9 mbar
Measurement Value MV:
Abfragen des aktuell gemessenen Druckwertes.
Measurement Value M1:
Abfragen des aktuell vom Pirani-Sensor gemessenen Druckwertes.
Measurement Value M4:
Abfragen des aktuell vom Kaltkathodensensor gemessenen Druckwertes. Nicht
verfügbar bei ausgeschalteter Kaltkathode.
5.5 Displayfunktionen
Display Unit DU:
Abfragen und Einstellen der für das LCD Display des Transmitters verwendeten
Druckeinheit.
Wertebereich: mbar (Default), Torr, hPa
Display Orientation DO:
Abfragen und Einstellen der Display-Orientierung, die Anzeige kann dadurch um
180° gedreht werden.
Wertebereich: 0 (Default), 1 (180° gedreht)
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