LichtweLLenLeiter (LwL) system - Advanced Energy

LichtweLLenLeiter (LwL) system - Advanced Energy

1 Lichtwellenleiter (LWL) system August 2014 DE/EN - V2 2 INHALTSVERZEICHNIS 1. Allgemeines 4 2. Lichtwellenleiterkomponenten 5 2.1 RS...

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Lichtwellenleiter (LWL) system August 2014

DE/EN - V2

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INHALTSVERZEICHNIS

1. Allgemeines

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2. Lichtwellenleiterkomponenten

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2.1 RS232 / LWL Adapter

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2.2 DP2-Karte

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2.3 LLV.V

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2.4 LLV.V / 9S

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2.5 LLV.V / 16

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3. LWL Vernetzung

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3.1 Steckeranschluss

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3.2 Vernetzungsbeispiel A

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3.3 Vernetzungsbeispiel B

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4. Montage von Lichtwellenleitern

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4.1 Wichtige Regeln bei der Verlegung von Lichtwellenleitern

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4.2 Anschluss des Lichtwellenleiters an den RS232 / LWL Stecker

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4.3 Anschluss des Lichtwellenleiters an den LWL Stecker

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5. Überprüfen der Lichtwellenleiter

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5.1 Vom PC zu den Schweißsteuerungen

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5.2 Von den Schweißsteuerungen zum PC

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6. Zubehör

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ansprechpartner

Technische Fragen Bei technischen Fragen, zu den in dieser Betriebsanleitung behandelten Themen, wenden Sie sich bitte an unser Team für Leistungssteller: Tel. +49 (0) 2902 763-520

Kaufmännische Fragen Bei kaufmännischen Fragen zu Leistungsstellern wenden Sie sich bitte an: Tel. +49 (0) 2902 763-558

ServicE Advanced Energy Industries GmbH Niederlassung Warstein-Belecke Emil-Siepmann-Straße 32 D-59581 Warstein Tel. +49 (0) 2902 763-0 http://www.advanced-energy.de

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1. Allgemeines

Für die Datenkommunikation zwischen den Komponenten der Schweißanlagen werden Kunststoff-Lichtwellenleiter eingesetzt. Sie stellen die Verbindung zwischen dem Bedien-PC und den Schweißsteuerungen SC4.0M her. Durch den Einsatz von Lichtwellenleiter wird eine geringe Störempfindlichkeit und eine Potentialtrennung zwischen den einzelnen Schweißkomponenten erreicht. Der Lichtwellenleiter (LWL) wird mit einem RS/232-Anschlußstecker an die serielle Schnittstelle des Bedien-PC ‚s angeschlossen. Es wird dann mit einer Übertragungsrate von 9600 Baud gearbeitet. Um Übertragungsraten von 14400 und 28800 Baud zu erreichen, muss der Bedien-PC mit der Schnittstellenkarte DP2 ausgerüstet sein (siehe Abschnitt 2.2). Für die Verteilung der LWL zu mehreren Schweißsteuerungen kommen Lichtleiter-Verteiler (LLV.V/9S, LLV.V/16) zum Einsatz. Die Länge der LWL zwischen PC und einem Lichtleiter- Verteiler bzw. zwischen zwei Lichtleiter-Verteilern sollte so bemessen werden, dass an den jeweiligen Eingängen eine Signalleistung von mindesten -24 dBm (4J.1W) anliegt. Bei einer Ausgangsleistung von mindestens -11,2 dBm ergibt sich somit, eine maximale Dämpfung der Übertragungsstrecke von 12,8 dB. Dieses sollte besonders bei der Planung der Anlage berücksichtigt werden, wobei die Vernetzung mit maximal sieben Verschachtelungsebene auf- gebaut werden darf Dazu mehr im Abschnitt Vernetzungsbeispiele. Bei der Verarbeitung von Lichtwellenleiter sollte, um eine störungsfreie und zuverlässige Datenübertragung zu erreichen, die Montageanleitung im Kapitel ,,Montage von LWL“ beachtet werden.

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2. Lichtwellenleiterkomponenten

Zur Übertragung der Daten zu den Schweißsteuerungen sind folgende Komponenten erhältlich.

Bezeichnung

Verwendungszweck

kapitel

RS232 / LWL adapter

Anschluss der LWL an eine RS232 Schnittstelle

2.1

DP2-Karte

Schnittstellenkarte

2.2

LLV.V

LWL-Verstärker

2.3

LLV.V/9S

LWL-Verteiler

2.4

LLV.V/16

Anschluss von 16 Schweißsteuerungen an das LWL System

2.5

2.1 RS232 / LWL Adapter Zur Übertragung der Daten über ein LWL-System zur Schweißsteuerung, muss eine Umsetzung von RS232 auf LWL erfolgen. Dieses geschieht mit Hilfe des RS232/LWL Adapters. Der sich aus einem Netzteil mit Leitung zur Spannungsversorgung und einem Gehäuse mit RS232-Stecker zusammensetzt (siehe Abbildung).

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2.2 DP2-Karte Die DP2-Karte kann optional verwendet werden, und bietet folgende Vorteile 1. Erhöhung der Übertragungsgeschwindigkeit auf 28800 Baut. 2. Erweiterung der Schnittstelle um einen Puffer, der den Betrieb unter Windows sicherer macht. Zur Installation der Karte müssen folgende Arbeiten durchgeführt werden. 1. Adresse der DP2-Karte auf D8000 - D9FFF einstellen. Dieser 8K große Bereich wird nun von der Karte belegt. S1

S2

S3

S4

S5

S6

S7

S8

ON

ON

OFF

ON

OFF

OFF

OFF

OFF

2. Karte in den PC einbauen. 3. In die CONFIG.SYS die Zeile DEVICE=EMM386.SYS nur X=D800-D9FF eintragen, um den von der Karte benötigten Speicherbereich zu reservieren. 4. Einstellen der Schnittstellengeschwindigkeit bzw. Schnittstellenart im Programm WECON4 im Bildschirm Systemverwaltung (siehe Abbildung).

2.3 LLV.V Der LLV. V (Lichtleiter-Verteiler-Versorgung) wird hauptsächlich zur Überbrückung von längeren Entfernungen als Verstärker eingesetzt. Da die Länge (bedingt durch die Dämpfung des Lichtwellen-Leiters) auf 50m begrenzt ist, kann durch Einsetzen eines LLV.V diese um 50m verlängert werden.

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Die Elektronikkarte wird auf einen Rahmen mit Schnappmontagemöglichkeit für Normschienen geliefert und kann so beliebig platziert werden.Zu beachten ist, dass sich bei Verwendung des LLV.V die Verschachtelungsebene um eine erhöht (siehe Kapitel 3).

Die Klemme X3 dient optional zur Erweiterung des LLV.V. Im Normalbetrieb muss der Schalter S1 in Stellung 1 stehen. Mit Erweiterungen muss er dann in Stellung 2 gebracht werden.

Gespeist wird der LLV. V mit 230V/50Hz über einen vierpoligen CombiConStecker. Über die Klemme X2 kann eine SV Gleichspannung abgegriffen werden, die mit 0,4A belastet werden kann, wenn keine weiteren Karten an X3 angeschlossen sind (S1 auf Stellung. 1). Abgesichert ist der LLV.V/9S über eine flinke 0,4A/250V Sicherung. Folgende Skizze soll die Lage der wichtigsten Bauteile verdeutlichen.

2.4 LLV.V/9S Der LLV.V/9S (Lichtleiter-Verteiler-Versorgung für neun Schweißsteuerungsschränke) wird zum Verteilen der Lichtwellenleitersignale eingesetzt. Mit ihm können 9 weitere Lichtleiter-Verteiler-Versorgungen (LLV.V/9S und oder LLV.V/16) über Lichtwellenleiter und ein LLV.V/9S über konventionelle Leitung angesteuert werden. Dieses geschieht über die Empfänger-Senderpaare X8

8

X9, X10 X11,......, X22 X23, X24 X25 und die Buchse X3. Für den LLV. V/9S sind zwei Betriebsarten vorgesehen. 1. In der Regel erfolgt die Ansteuerung über zwei LWL. Das heißt, dass die z.B. vom Bedien-PC kommenden Lichtwellenleiter mit den Steckern X6 (Empfänger, blau) und X7 (Sender, grau) verbunden werden (siehe Vernetzungsbeispiel A). Für diesen Einsatz des LLV.V/9S muss der Schalter S2 geschlossen (Stellung 1) und der Schalter S1 in Schalterstellung 0 (zum Trafo) eingestellt sein. 2. Die Ansteuerung erfolgt direkt durch einen vorangeschalteten LLV. Über X3 (LLV.V/9S oder LLV.V/16) kommend wird das 5 poliges Verbindungskabel mit Combicon Steckern an den Stecker X2 angeschlossen (siehe Vernetzung-Beispiel B Schrank 1). In dieser Betriebsart muss der LLV.V/9S folgende Schalterstellungen aufweisen: S2 offen (Stellung 0) und S1 in Stellung 1. Die Stecker X6 und X7 bleiben in dieser Betriebsart frei.

Der LLV.V/9S ist mit Sender- und Empfängerbausteinen bestückt. Die roten LED's zeigen eine Sendetätigkeit der angeschlossenen Schweißsteuerungen an. Gespeist wird der LLV.V/9S mit 230V/50Hz über einen vierpoligen CombiCon-Stecker. Als Netzanschluss-Kontrolle dient die grüne LED. Abgesichert ist der LLV.V/9S über eine flinke 0,4A/250V Sicherung. Folgende Skizze soll die Lage der wichtigsten Bauteile verdeutlichen.

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2.5 LLV.V/16 Der LLV.V/16 ist ausschließlich für den Einbau in einen Steuerungsschrank gedacht. Mit dem LLV.V/16 können 16 Schweißsteuerungen (Xl0-25) an das Lichtwellenleitersystem angeschlossen werden. Die ankommende Lichtwellenleitung wird mit den Steckern X6 (Empfänger) und X7 (Sender) verbunden. Über die Stecker X8 und X9 können die Lichtleitersignale an einen weiteren LLV.V/9S oder LLV.V/16 verteilt werden. So kann man z.B. die Anschlusskapazität eines Steuerungsschrankes erhöhen. Zusätzlich kann mit Stecker X3 und dem zugehörigem Kabel ein weiterer LLV.V/9S angeschlossen werden. An Xl0-25 schließt man mit einem fünfpoligen Combicon Stecker die Schweißsteuerungen SC4.OM elektrisch an. Die Entfernung zwischen LLV.V/16 und einer Schweißsteuerung SC4.0M darf maximal 15m betragen. Die Speisung und Absicherung ist wie beim LLV.V/9S ausgeführt.

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3. LWL Vernetzung

Bei der Planung des Lichtwellenleiter-Netzes sind, um einen Störungsfreien Betrieb zu gewährleisten, folgende Punkte besonders zu beachten.

1. Für alle LWL Teilstrecken gilt, dass an den jeweiligen Eingängen eine Signalleistung von mindesten -24dBm(4J..LW) anliegen sollte. So das, bei Einhaltung der Bearbeitungsvorschriften für Stecker und Lichtwellenleiter, hier eine maximale Länge von 50m angenommen werden kann.

2. Bei jeder Übertragung der Signale durch ein Lichtwellenleiterpaar wird das Tastverhältnis verändert. Da jedoch zur eindeutigen Erkennung der Signale ein bestimmtes Tastverhältnis erforderlich ist, darf die Verschachtelung (Anzahl hintereinanderliegender Lichtwellenleiterpaare) nicht über 7 Ebenen steigen.

3. Die Verbindung zwischen dem Lichtleiter-Verteiler LLV.V/16 und den Schweißsteuerungen SC4.OM erfolgt mit einer abgeschirmten Leitungen und Combicon Steckern. Diese Leitungen dürfen nicht länger als 15m sein, da es sonst zu Störungen kommen kann.

3.1 Steckeranschluss Die Lichtleiter-Verteiler LLV.V, LLV.V/9S und LLV.V/16 sind mit EmpfängerSender-Bausteinen für die Aufnahme von LWL-Stecker bestückt. Der Empfänger ist in blau und der Sender in grau ausgeführt. In diese Sender- und Empfängergehäuse werden die LWLStecker wie folgt eingesteckt.

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Zu beachten ist, dass der Stecker und das Steckergehäuse die gleiche Farbe besitzen, da die Stecker mechanisch identisch sind und somit, vertauscht werden könnten. Die folgende Abbildung soll die Vernetzung mit farbig unterschiedlichen Steckern verdeutlichen. Die vom RS232/LWL Anschlussstecker kommende Sendeleitung wird mit dem blauen und die Empfängerleitung mit dem grauen Stecker verbunden. Die Stecker werden in die farbig passenden Gehäusen auf dem LLV.V/9S gesteckt. Am RS232/LWL Stecker ist der Sender mit T (Transmitter) und der Empfänger mit R (Receiver) gekennzeichnet. Bei dem abgehenden LWL ist eine Leitung mit dem grauen und eine mit dem blauen Stecker zu versehen. An die Leitung mit dem grauen Stecker am Anfang wird jetzt ein blauer am Ende angeschlossen und umgekehrt. Beachten Sie, dass bei allen Verbindungen die Leitungen gekreuzt sind.

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Folgende Möglichkeit besteht, um Sende- und Empfängerfaser zu unterscheiden: Man schließt den RS232/LWL Anschlussstecker an das Netz, aber nicht an den PC an. Die Sendediode im Anschlussstecker sendet nun kontinuierlich. Sieht man nun in die beiden Kabelenden hinein, leuchtet die Sendeleitung. Ist die LWL bereits richtig an einen LLV.V/9S angeschlossen, so leuchten nun alle Sendeabgänge und die Sendeleitung kann weiter verfolgt werden.

3.2 Vernetzungsbeispiel A Der RS232/LWL Adapter ist in die Schnittstellenkarte DP2 eingesteckt. Für die zentrale Verteilung des ankommenden LWL ist ein LLV.V/9S angeschlossen er stellt die erste Verschachtelungsebene dar. An den LLV.V/9S sind im Beispiel zwei Steuerungsschränke angeschlossen Verschachtelungsebene 2), wobei weitere sieben möglich sind. Für den Anschluss von 16 Schweißsteuerungen in Steuerungsschrank 1 ist ein LLV.V/16 eingebaut. Sollen, wie in Schrank 2, 32 Steuerungen angeschossen werden, muss ein zweiter LLV.V/16 dem ersten nachgeschaltet sein, dieser stellt dann die Verschachtelungsebene 3 dar.

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3.3 Vernetzungsbeispiel B

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In diesem Beispiel ist die vom RS232/LWL Adapter abgehende LWL nach Verstärkung durch einen LLV.V (Ebene 1) an einen LLV.V/16 angeschlossen (Ebene 2). An diesem wiederum ist über den Stecker X3 ein LLV.V/9S (Stecker X2) verbunden. Da dieser nicht über Lichtwellenleiter angesteuert wird, befindet er sich ebenfalls in Ebene 2. Dabei müssen die Schalterstellungen des LLV.V/9S folgendermaßen eingestellt werden: S1 offen (Stellung 0) und S2 in Stellung 1. An diesen nachgeschalteten LLV.V/9S können dann neun weitere Steuerungsschränke angeschlossen werden (X8 X9,......, X24 X25). Schrank 2 mit 32 Steuerungen wird mit zwei LLV.V/16 versorgt. Jeder stellt dabei eine eigene Verschachtelungsebene dar. Der linke LLV.V/16 in Schrank 2 Ebene drei und der über LWL nachgeschaltete LLV.V/16 Ebene vier.

4. Montage von lichtwellenleitern

4.1 Wichtige regeln bei der Verlegung von Lichtwellenleitern Um eine möglichst hohe Störsicherheit des Lichtwellenleiternetzes zu erreichen, sollten die nachfolgenden Punkte bei der Errichtung berücksichtigt werden.

1. Halten Sie alle Lichtwellenleiterkomponenten bei der Installation sauber! Besonders ist darauf zu achten, dass sich zwischen Sende- bzw. Photodiode und Stecker kein Schmutz befindet.

2. Lichtwellenleiter niemals knicken oder knoten, da auch eine kurzzeitige Unterschreitung des Biegeradius von mindestens 30 mm eine bleibende Dämpfung der Lichtwelle zur Folge haben kann.

3. Lichtwellenleiter dürfen nicht mit Heißschrumpfschlauch versehen oder über 80°C erhitzen werden. Da dieses die Struktur des Lichtwellenleiters bleibend verändert und sich somit die Dämpfung erhöht.

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4.2 Anschluss des Lichtwellenleiters an den RS232/ LWL Stecker Folgende Punkte sind einzuhalten, um eine störungsfreie und zuverlässige Datenübertragung zu erhalten. Bitte gehen Sie wie folgt vor: 1. Bereiten Sie das Lichtwellenleiterkabel gemäß der nachfolgenden Abbildung vor. Die PE-Ummantelung der Adern darf nicht entfernt werden.

2. Beachten Sie beim Abschneiden der Faserenden, dass der Messerschnitt sauber und rechtwinklig erfolgt. 3. Die Faserenden glattschleifen, so dass keine Bruchstelle mehr zu sehen ist. Das Faserende danach nicht mehr beschmutzen oder mit den Fingern berühren. 4. Schieben Sie nun die Fasern bis zum Anschlag in die Aufnahme des Adapters und schrauben Sie die Klemmvorrichtung und danach die Zugentlastung fest. 5. Beachten Sie bei der Verbindung, dass die Leitungen (Tu. R) gekreuzt sind. 6. Verbinden Sie den LWL-Umsetzer mit der Schnittstelle oder der Schnittstellenkarte DP2.

4.3 Anschluss des Lichtwellenleiters an den LWL Stecker 1. Schneiden Sie das Lichtwellenleiterkabel auf die gewünschte Länge und bereiten Sie das Kabel gemäß der nachfolgenden Abbildung vor. Beim Absetzen darf die Lichtwellenleiterfaser nicht beschädigt werden.

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2. Schieben Sie den Crimp-Ring und den Stecker über das Ende des Lichtwellenleiters. Die Lichtwellenleiterfaser muß ca. 3 mm über das Steckerende herausstehen. Dann den Crimp-Ring so platzieren, dass er mit dem Steckerende abschließt und mit der Crimp-Zange kräuseln.

3. Stecken Sie den LWL-Stecker vollständig in die Poliervorrichtung. Legen Sie das 600er Schmirgelpapier auf eine ebene Oberfläche. Drücken Sie den Stecker herunter und polieren Sie die Faser, indem Sie solange einer acht nachfahren bis der St cker plan mit Poliervorrichtung ist. Danach den Stecker mit einem sauberem Stück Stoff oder einem Papiertaschentuch abwischen. Mit der Poliervorrichtung können zwei Stecker gleichzeitig bearbeitet werden. Die vier Punkte auf der Schleiffläche der Poliervorrichtung sind Abnutzungsindikatoren. Benutzen Sie eine neue Poliervorrichtung wenn diese Punkte nicht mehr zu sehen sind.

4. Zum Nachpolieren setzen Sie Punkt 3) für ca. 25 Hübe auf der stumpfen Seite des sehr feinen Schmirgelpapiers (3μm lapping film, rot) fort.

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5. Überprüfen der lichtwellenleiter

Nach Abschluss der Verlegung der Lichtwellenleiter sowie der Montage der Stecker, ist die Qualität der Übertragungsstrecke zu überprüfen. Diesen geschieht mit Hilfe eines Pegelmessers, der die Lichtleistung in dBm misst. Wobei die ermittelte Leistung am Ende der Übertragungsstrecke größer als -24 dBm sein muss. Die Vorgehensweise bei der Messung ist dabei abhängig von der Übertragungsrichtung, worauf nun näher eingegangen wird.

5.1 Vom PC zu den Schweißsteuerungen Bei der Überprüfung der Eingangsleistungen muss zunächst der RS232/LWL Adapter an das Netz, aber nicht an den PC gesteckt werden. Worauf hin die Sendediode im Adapter kontinuierlich zu Senden beginnt. Nun kann an jeder LLV.V die Eingangsleistung (X6) gemessen werden. Dabei muss der Stecker X6 (blau) vom LLV an den Leistungsmesser angeschlossen werden (siehe Abbildung). Dieser zeigt dann die Eingangsleistung in dBm an.

5.2 Von den Schweißsteuerungen zum PC Zur Überprüfung der Lichtwellenleiter in Richtung PC wird zunächst beim sendenden LLV ein spezieller Test- Sender an die Klemme X8 angeschlossen, worauf die Karte kontinuierlich zu senden beginnt. Danach kann die Leistungsmessung in Richtung PC erfolgen. Dazu muss auch hier, die ankommende Leitung z.B. X8 in den Leistungsmessen gesteckt werden (siehe Abbildung).

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Mit Hilfe dieser Verfahren können fast alle Eingangsleistungen ermittelt werden. Ein Ausnahme stellt hier nur die Eingangsleistung am RS232/LWL Adapter da, da hier keine Steckverbindung vorliegt.

6. Zubehör

E.-Nummernvergabe: Bezeichnung

Kurzbezeichnung

E-Nummer

ssk-DP2

59320120

RS232/LWL

59320121

Lichtleiterverteiler LLV.V

LLV.V

59320123

Lichtleiterverteiler LLV.V mit Gehäuse

LLV.V +G

59320122

Lichtleiterverteiler LLV.V / 9S

LLV.V / 9S

59320129

Lichtleiterverteiler LLV.V / 9S mit Gehäuse

LLV.V / 9S + G

59320139

Lichtleiterverteiler LLV.V / 16

LLV.V / 16

59320111

LL.4.0, UN1904

59320117

Lichtleiterstecker, grau (mit Crimpringen)

LLSt, HFBR4503

59320118

Lichtleiterstecker, blau (mit Crimpringen)

LLSt, HFBR4513

59320137

Crimpringe

hfbr 4525

59320138

Polierkit

Hfbr4593

59320136

Crimpzange

hfbr4597

59320135

Schnittstellen: Schnittstellenkarte DP2 Adapter: Schnittstellenumsetzer Versorgung:

Leitung: Lichtwellenleiter Stecker:

Zubehör:

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World Headquarters 1625 Sharp Point Drive Fort Collins, CO 80525 USA

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970.221.4670 Main

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970.221.5583 Fax www.advanced-energy.com

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