MANUALE ISTRUZIONI
IM461-I v2.1
EMI1-D
CONVERTITORE SERIALE MULTIFUNZIONE EIA RS-232 / RS 422-485
GENERALITA’
Il convertitore seriale multifunzione EMI1-D trova applicazione in tutti i
casi in cui necessita convertire o gestire linee seriali EIA-232 (RS-232),
EIA-485 (RS-485) e EIA-422 (RS-422). La connessione tra
apparecchiature che utilizzano questi tipi di bus di comunicazione
(come ad esempio PLC, strumenti di misura e controllo, connessione
tra apparecchiature e computer con installati specifici applicativi
software, ecc.) necessitano spesso di convertire il tipo di linea seriale,
di amplificare il segnale sulla linea, di isolare diverse parti della rete di
comunicazione, ecc. Il convertitore tipo EMI1-D trova quindi largo
impiego, essendo dotato di più possibilità applicative, con diverse
regolazione ed impostazioni che permettono di essere utilizzato nelle
più svariate applicazioni.
In particolar modo l’EMI1-D è particolarmente adatto alla connessione
di strumenti di misura tipo EMA, EMM, CTT, ecc. dotati di porta seriale
RS485 per connessione a computer con installati i relativi software di
gestione.
INTRODUZIONE
EMI1-D assicura la conversione di interfaccia isolata galvanicamente tra il lato RS-232, il lato RS422-485 e la sorgente di
alimentazione.
La versatilità del dispositivo consente diversi modi di funzionamento:
9 conversione RS-232 a RS-422 full duplex
9 conversione RS-232 a singola RS-485 half duplex
9 conversione RS-232 a doppia RS-485 half duplex
9 ripetitore RS-485 (e funzione monitor su RS-232)
In half duplex la gestione della commutazione da ricezione a trasmissione può essere effettuata sia dalla linea di
handshake proveniente dalla porta RS-232 (selezionabile tra RTS e DTR) oppure utilizzando la generazione interna dei
tempi di turnaround, che sono selezionabili.
Sulle linee DSR oppure CTS dirette al DTE è possibile inviare un segnale di dati pronti che interviene con un minimo
anticipo rispetto all’effettivo flusso dei dati.
Le linee di interfaccia ed alimentazione sono protette da disturbi transitori. Internamente sono inserite le resistenze di bias
(fail-safe) per RS-485, mentre le resistenze di terminazione delle linee sono riportate in morsettiera per un agevole
cablaggio
APPLICAZIONI
9
9
9
9
9
Reti per trasmissione dati multipunto
Collegamenti seriali a lunga distanza
Separazione galvanica dei periferici
Prolungamento di linee RS-485
In particolare il EMI1-D è particolarmente adatto alla connessione di strumenti di misura e controllo tipo EMA, EMM,
CTT, ecc. dotati di porta seriale RS485.
MODELLI:
Tutte le funzioni descritte sono disponibili nel modello standard, dotato di alimentazione ausiliaria 230 V 50-60Hz.
A richiesta sono disponibili le versioni con alimentazione ausiliaria a 110V ca oppure 24Vac/dc.
ACCESSORI ED OPZIONI
accessori: cavo prolunga seriale RS232 DB9 maschio / DB9 femmina per connessione a PC.
INSTALLAZIONE
L’installazione deve essere eseguita da personale tecnico qualificato e deve avvenire in assenza di tensione. Assicurarsi
che lo strumento sia intatto e non abbia subito danneggiamenti durante il trasporto. Accertarsi che le tensioni di
alimentazione siano compatibili con i valori consentiti dallo strumento.
Il fissaggio è previsto su barra DIN 35mm con molla di aggancio rapido.
Considerare nell’installazione che il connettore DB9 per la linea seriale RS-232 si trova sul fronte, lasciare quindi
adeguato spazio.
EMI1-D
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DESCRIZIONE – PROGRAMMAZIONE
3
4
28 29 30 31 32 33 34 35 36
19 20 21 22 23 24 25 26 27
B A
ch1 - RS485
C
C-SGD: signal ground SGD GND GND
N L
aux:
R: terminating resistor PE Jumper
230V 50-60Hz
C
Multifunction
Interface
Converter
DATA
IDLE
AUTO
HANDSHAKE
1 2 3 4 5 6 7 8 9
REPEATER
MODE
turn around delay
1x EIA422
4ms
16ms
2ms
1ms
CH1
2x EIA485
6
2
EXTERNAL
CH2
1x EIA485
1
B A R
ch2 - RS485
C
R
CTS
DSR
RTS
DTR
EIA232
10 11 12 13 14 15 16 17 18
5
7
LEGENDA:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
LED indicazione apparato acceso (luce fissa) ed indicazione transito dati (luce lampeggiante)
connettore 9 pin DB9 femmina per porta seriale RS-232
morsettiera a vite per connessione alle due porte seriali RS-485 o porta RS-422
morsettiera a vite per connessione alimentazione ausiliaria e connessioni di massa
microinterruttori per impostazione modo handshake e modalità funzione interfaccia
microinterruttori impostazione tempo ritardo handshake automatico (turn around delay)
microinterruttori per connessione segnali per handshake esterno
Selezione impostazioni con i microinterruttori:
la grafica frontale indica come selezione i microinterruttori in base alle scelte disponibili. Il quadratino a destra o sinistra
della linea centrale definisce la posizione del microinterruttore.
L’esempio a lato indica come impostare il convertitore come ripetitore (REPEATER) con handshake automatico (AUTO).
REPEATER
1x EIA422
EXTERNAL
2x EIA485
HANDSHAKE
1x EIA485
AUTO
MODE
EMI1-D
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IMPOSTAZIONI
5a
Multifunction
Interface
Converter
DATA
IDLE
AUTO
HANDSHAKE
EXTERNAL
CTS
DSR
RTS
DTR
5b
6
5.
REPEATER
turn around delay
1x EIA422
MODE
2x EIA485
4ms
16ms
2ms
1ms
CH1
1x EIA485
CH2
EIA232
7
SELEZIONE MODO DI FUNZIONAMENTO
a) microinterruttore per la selezione modo HANDSHAKE per commutazione trasmissione / ricezione
D AUTO : generazione interna dei tempi di turn around, quando non sono presenti segnali di commutazione
sulla porta RS-232
D EXTERNAL: il segnale di commutazione proviene dalla porta RS-232 (RTS e DTR)
b) selezione del modo di funzionamento convertitore:
D 1 x RS-485 l’interfaccia funziona come convertitore RS-232/ RS-485 con il solo canale 1 RS-485 attivato,
il canale 2 è permanentemente disattivato
D 2 x RS-485 l’interfaccia funziona come convertitore RS-232/RS-485 con i 2 canali RS-485 attivati
D 1 x RS-422 l’interfaccia funziona come convertitore RS-232 / RS-422
D REPEATER RS-485 l’interfaccia funziona come ripetitore / amplificatore di linea seriale RS-485. la porta
RS-232 funziona da monitor, può ricevere i dati ma non trasmettere
Il dettaglio delle possibili configurazioni è illustrato nelle pagine seguenti
6.
SELEZIONE TURN-AROUND DELAY
Determina i ritardi di commutazione per ritorno a riposo (turn-around delay) utilizzati per la ricostruzione interna dei
segnali di handshake quando impostato handshake automatico.
Con i 4 microinterruttori sono selezionabili 4 tempi ( 1 2 4 16 millisecondi ) come da serigrafia frontale.
7.
SELEZIONE DELLE LINEE DI HANDSHAKE RS-232
Spostando i microinterruttori verso destra si connettono le diverse linee per l’handshake esterno:
DSR – connette la linea DSR al segnale dati pronti (uscita al DTE)
RTS – connette la linea RTS alla commutazione trasmissione/ricezione (ingresso dal DTE)
CTS – connette la linea CTS al segnale dati pronti (uscita al DTE)
DTR – connette la linea DTR alla commutazione trasmissione/ricezione (ingresso dal DTE)
EMI1-D
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SCHEMI DI CONNESSIONE – MODALITA’ FUNZIONAMENTO
1
5
2
4
3
19 20 21 22 23 24 25 26 27
B A
ch1 - RS485
C
B A
ch2 - RS485
C
R
C
R
28 29 30 31 32 33 34 35 36
C-SGD: signal ground SGD GND GND
N L
aux:
R: terminating resistor PE Jumper
230V 50-60Hz
6
IDLE
Multifunction
Interface
Converter
DATA
AUTO
HANDSHAKE
EXTERNAL
MODE
1 2 3 4 5 6 7 8 9
REPEATER
turn around delay
1x EIA422
4ms
16ms
1ms
2ms
CH1
1x EIA485
2x EIA485
CH2
CTS
CTS
DSR
DSR
RTS
RTS
DTR
EIA232
connettore DB9:
pin 1 = non connesso
pin 2 = TXD trasmissione dati
pin 3 = RXD ricezione dati
pin 4 = DTR
pin 5 = GND massa segnale
pin 6 = DSR
pin 7 = RTS
pin 8 = CTS
pin 9 = non connesso
10 11 12 13 14 15 16 17 18
1.
morsetti 19, 20, 21, 22 - connessioni canale 1 porta seriale RS-485
nel caso di utilizzo di cavo non schermato non connettere il morsetto C
la connessione della resistenza di terminazione R è necessaria solo per linee molto lunghe e ad alte velocità
di comunicazione
2.
morsetti 23, 24, 25, 26 - connessioni canale 2 porta seriale RS-485
nel caso di utilizzo di cavo non schermato non connettere il morsetto C
la connessione della resistenza di terminazione R è necessaria solo per linee molto lunghe e ad alte velocità
di comunicazione
3.
morsetti 32, 33 – eventuale ponticello per interconnessione massa di segnale e massa esterna
4.
morsetto 34 – eventuale connessione di massa esterna
5.
morsetti 35, 36 – connessione per alimentazione ausiliaria dispositivo
6.
connettore Sub-D 9 pin per porta seriale RS-232
In caso di connessione a PC normalmente utilizzare cavo seriale 9 pin / 9 pin maschio / femmina diritto (pin1
con pin1, pin 2 con pin 2, ecc.)
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CARATTERISTICHE TECNICHE
Caratteristiche elettriche
Tensione di alimentazione
Frequenza
Potenza assorbita
Potenza dissipata
Fusibile di linea
Connessioni
Alimentazione e connessioni in genere
RS232
RS485-422
Frontale
Visualizzazioni
Contenitore
Esecuzione
Materiale
Dimensioni custodia
Posizione di lavoro
Vibrazione massima consentita
RS-232
Lunghezza massima della linea
Anticipo DSR / CTS rispetto al flusso dati
RS-422 / 485
Lunghezza massima della linea
Unità collegabili in modo multidrop
Resistenza di terminazione linea
Resistenze di bias (fail-safe)
Resistenze di limitazione sulle linee dati
Resistenza di separazione gnd interna / esterna
Rete di ancoraggio alla terra di protezione
Ritardo introdotto sul flusso dati
Dati di funzionamento
Baud rate
Handshake Esterno
Handshake Interno (automatico)
230Vca ± 20% (a richiesta 110Vac – 24V ac/dc )
50-60 Hz
7 VA massimo
3.5 W
500 mA interno
morsettiere a vite – cavo 2,5 mmq max
Sub-D 9 poli femmina (DB9)
morsettiere a vite – cavo 2,5 mmq max
Led verde con funzioni di accensione (IDLE) a luce fissa
trasmissione dati (DATA) a luce lampeggiante
per montaggio su barra 35 mm ( DIN 50022)
ABS grigio autoestinguente
6 moduli da 17,5mm
qualsiasi
0.5 G
15 metri
4 µs
1200 metri
Max 32
120 Ω incorporata e disponibile in morsettiera
1 kΩ incorporate
10 Ω
100 Ω
inseribile da morsettiera 100 kΩ // 22 nF
4 µs
max 57600 Bit/s
da linea RTS o CTS EIA-232
turnaround delay selezionabile * 1 ms/2 ms/4 ms/16 ms
* Indicativamente si può assumere
1 ms @
BaudRate >19200 Bit/s
2 ms @ 19200 > BaudRate > 9600 Bit/s
4 ms @ 9600 > BaudRate > 4800 Bit/s
16 ms @ 4800 > BaudRate
Bit/s
Condizioni ambientali di funzionamento
Temperatura di funzionamento
Temperatura di stoccaggio
Umidità relativa
-20 … +60°C
-20 … +80°C
90% max (non condensante)
Compatibilità elettromagnetica
Direttiva EMC 89/336/CEE
EN 50081-1
EN 50082-2
- Emissione
- Suscettibilità
Isolamento
Tensione di prova
Tensione di isolamento
EMI1-D
EIA-232 | EIA-422/485 | alimentazione
2500 V @ 50 Hz, 1 minuto
300 VRMS
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CARATTERISTICHE DIMENSIONALI
61
105
19 20 21 22 23 24 25 26 27
B A
ch1 - RS485
28 29 30 31 32 33 34 35 36
B A
ch2 - RS485
N
L
90
Multifunction
Interface
Converter
45
CH2
CH1
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16 17 18
44
Dimensioni imballo:
scatola cartone 120x110x90mm
56
MONTAGGIO
EMI1-D
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MODI DI FUNZIONAMENTO
RS-232 / RS-485 SINGOLO CANALE HALF DUPLEX
Quando sia necessario disporre di un solo canale RS-485 si può configurare EMI1-D come in figura, in questo caso il
canale 2 è permanentemente disabilitato (sia in trasmissione che in ricezione) mentre il canale 1 funziona in modalità
HALF DUPLEX.
Il controllo per la commutazione trasmissione/ricezione è determinato dal microinterruttore di HANDSHAKE (5a).
Impostando la modalità EXTERNAL la commutazione sarà gestita dal segnale di controllo proveniente dal DTE connesso
alla porta RS-232, selezionabile tra RTS e DTR mediante i microinterruttori 7.
Impostando la modalità AUTO la commutazione sarà gestita in modo automatico dalla logica interna al EMI1-D che
provvederà ad attivare il trasmettitore del canale 1 all’arrivo del flusso dati sulla porta RS-232 per tornare in ricezione
dopo un certo tempo dalla cessazione del flusso dati.
Questo tempo (turnaround delay) è determinato dalla posizione dei microinterruttori CH1 (6), mentre il CH2 provvede
alla gestione del segnale CTS/DSR verso la porta RS-232, che si attiverà in presenza di flusso dati proveniente dalla
porta RS-485 per disattivarsi dopo il termine del flusso dati, con il ritardo selezionato dai relativi microinterruttori.
SCHEMA CONNESSIONE
SCHEMA FUNZIONAMENTO INTERNO
HANDSHAKE
EXT INT
TIMING &
ARBITRATING
1K
120
1
R
2
A-
2
3
B+
3
4
EMI1-D
MODE
1
10
6
DSR
4
9
1K
DTR
5
1K
1
2
3
4
5
6
7
8
9
-
NC
TXD
RXD
DTR
GND
DSR
RTS
CTS
NC
CH2
FAIL-SAFE
DATA
FLOW
RTS
2
120
10
1 2 4 16
CH1
TURNAROUND
DELAY (ms)
manuale istruzioni
SINGLE
HALF DUPLEX
1K
COM
1
EIA-422/485
8
CTS
FAIL-SAFE
7
SUB-D9 FEMALE
EIA-232
PROGRAMMABLE ISOLATED INTERFACE CONVERTER V24 / EIA485
RESERVED
100k
IM461-I v2.1
22n
1
R
2
A-
3
B+
4
COM
100
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RS-232 / RS-485 DOPPIO CANALE HALF DUPLEX
Il funzionamento è identico a quello descritto per il singolo canale RS-485, avendo però abilitata anche la seconda linea
che trasmette contemporaneamente gli stessi dati raddoppiando il numero di nodi collegabili (32+32).
In ricezione i dati provenienti dalle due linee vengono inviati alla porta RS-232.
In caso di ricezione contemporanea sulle due linee RS-485 i dati verranno sommati tra loro (OR) rendendoli inutilizzabili.
I microinterruttori di HANDSHAKE e TURNAROUND DELAY mantengono la stessa funzionalità descritta
precedentemente.
SCHEMA CONNESSIONE
SCHEMA FUNZIONAMENTO INTERNO
HANDSHAKE
EXT INT
TIMING &
ARBITRATING
1K
120
EMI1-D
MODE
1
10
6
DSR
2
7
A-
3
B+
1K
DTR
5
1K
1
2
3
4
5
6
7
8
9
-
NC
TXD
RXD
DTR
GND
DSR
RTS
CTS
NC
CH2
FAIL-SAFE
DATA
FLOW
RTS
2
120
10
1 2 4 16
CH1
TURNAROUND
DELAY (ms)
manuale istruzioni
COM
1
EIA-422/485
9
R
2
FAIL-SAFE
3
4
1
4
8
CTS
SUB-D9 FEMALE
EIA-232
PROGRAMMABLE ISOLATED INTERFACE CONVERTER V24 / EIA485
RESERVED
1
R
2
A-
3
B+
4
COM
TWIN HALF DUPLEX
1K
100k
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22n
100
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RIPETITORE amplificatore RS-485
La configurazione in figura consente l’estensione di una linea RS-485 per lunghezza o numero di nodi connessi.
Le due linee RS-485 sono normalmente in condizione di ricezione, all’arrivo del flusso dati su una qualsiasi delle due
porte, EMI1-D attiva il trasmettitore sull’altra ripetendo i dati ricevuti. Non esiste particolare arbitraggio, il primo segnale
entrante è il primo servito.
I microinterruttori di HANDSHAKE non ha alcuna funzione in questo particolare modo di funzionamento
Il CH1 del turnaround delay provvede alla gestione dei ritardi dal canale 1 verso il canale 2 RS-485 ed il CH2 nel senso
opposto.
Sulla porta RS-232 è possibile ricevere il flusso dei dati in transito in entrambe le direzioni ma non è possibile effettuare
alcuna trasmissione, permettendo in sostanza una funzione di monitor della linea.
In questa modalità non viene generato il segnale di controllo DSR/CTS.
SCHEMA CONNESSIONE
SCHEMA FUNZIONAMENTO INTERNO
HANDSHAKE
EXT INT
TIMING &
ARBITRATING
1K
120
EMI1-D
MODE
1
10
6
2
OR
MONITOR
3
4
9
A-
3
B+
4
8
CTS
R
2
1K
DTR
5
1K
1
2
3
4
5
6
7
8
9
-
NC
TXD
RXD
DTR
GND
DSR
RTS
CTS
NC
CH2
FAIL-SAFE
DATA
FLOW
RTS
COM
1
EIA-422/485
7
1
FAIL-SAFE
DSR
SUB-D9 FEMALE
EIA-232
PROGRAMMABLE ISOLATED INTERFACE CONVERTER V24 / EIA485
RESERVED
2
120
10
1 2 4 16
REPEATER
1
R
2
A-
3
B+
4
COM
CH1
TURNAROUND
DELAY (ms)
manuale istruzioni
1K
100k
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22n
100
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RS-232 / RS-422 FULL DUPLEX
Disponendo i microinterruttori di MODE come in figura è possibile ottenere il funzionamento full duplex con il canale 1
permanentemente in trasmissione ed il canale 2 permanentemente in ricezione.
Con questa configurazione il CH1 del turnaround è inutilizzato, mentre il CH2 provvede alla gestione del segnale
CTS/DSR verso la porta RS-232, che si attiverà in presenza di flusso dati proveniente dalla porta RS-422 per disattivarsi
dopo il termine del flusso dati, con il ritardo selezionato dai relativi microinterruttori.
SCHEMA CONNESSIONE
SCHEMA FUNZIONAMENTO INTERNO
HANDSHAKE
EXT INT
TIMING &
ARBITRATING
1K
120
EMI1-D
MODE
1
10
6
DSR
2
7
A-
3
B+
1K
DTR
5
1K
1
2
3
4
5
6
7
8
9
-
NC
TXD
RXD
DTR
GND
DSR
RTS
CTS
NC
CH2
FAIL-SAFE
DATA
FLOW
RTS
COM
1
EIA-422/485
9
R
2
FAIL-SAFE
3
4
1
4
8
CTS
SUB-D9 FEMALE
EIA-232
PROGRAMMABLE ISOLATED INTERFACE CONVERTER V24 / EIA485
RESERVED
2
120
10
1 2 4 16
FULL DUPLEX
1
R
2
A-
3
B+
4
COM
CH1
TURNAROUND
DELAY (ms)
manuale istruzioni
1K
100k
IM461-I v2.1
22n
100
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ESEMPI APPLICATIVI
R
ABC
ABC
ΣL
ΣL
ABC
ΣL
linea 3 - max 1200 m, 32 unità
linea 1 - max 1200 m, 32 unità
ABC
linea 2 - max 1200 m, 32 unità
ΣL
ripetitore
convertitore
2 (tx)
3 (rx)
5 (gnd)
2 (tx)
3 (rx)
5 (gnd)
EMI1-D
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L’esempio di sopra illustrato prevede la connessione su linea seriale RS485 di unità di rete come ad esempio multimetri
serie EMM-485 connessi ad un computer con installato un software di gestione NRG (le unità di rete potrebbero essere
anche centraline controllo temperatura CTT, ecc.).
In questo caso gli strumenti utilizzano un protocollo seriale MODBUS-RTU con velocità di comunicazione di 9600 baud.
Nell’esempio si utilizza un convertitore EMI1-D per convertire la linea RS485 connessa agli strumenti in una linea RS-232
connessa al computer ed un ulteriore convertitore come ripetitore
Il convertitore utilizzato come ripetitore RS-485 / RS-485 dovrà
essere impostato con funzionamento come REPEATER, con
handshake interno (automatico) e ritardo 1 millisecondo su
tutti i canali
AUTO
HANDSHAKE
EXTERNAL
turn around delay
REPEATER
1x EIA422
2x EIA485
4ms
16ms
CH1
1x EIA485
CH2
2ms
Il convertitore di interfacciamento utilizzato come convertitore
RS232 / RS485 dovrà esser impostato come con
funzionamento a doppia RS-485, con handshake interno (il
software non genera i segnali di handshake), ritardo
turnaround di 1 msecondo su tutti i canali.
convertitore RS-232 / 2 x RS-485
1ms
IMPOSTAZIONE CONVERTITORI
CTS
DSR
RTS
DTR
MODE
ripetitore RS-485
AUTO
HANDSHAKE
EXTERNAL
turn around delay
REPEATER
1x EIA422
2x EIA485
16ms
4ms
2ms
1ms
CH1
1x EIA485
CH2
CTS
DSR
RTS
DTR
MODE
NOTE SCHEMA
La scelta del tipo di cavo dipende dall’eventuale presenza di forti disturbi o della lunghezza della linea. Nel caso la linea
RS485 sia di una lunghezza inferiore ai 200 metri potrebbe essere utilizzato un cavo non schermato (preferibilmente
intrecciato).
La resistenza di terminazione in questo caso può non essere utilizzata, in quanto per velocità di comunicazione è di valori
piuttosto bassi (9600 baud).
Il cavo seriale RS-232 utilizzato tra il convertitore ed il PC deve essere 9 pin / 9 pin - maschio / femmina diritto (pin 1 su
pin 1, pin 2 su pin2, ecc.), anche se in realtà i pin utilizzati sono solo il 2 (TX), il 3 (RX) ed il 5 (GND segnale).
La connessione a massa della schermatura del cavo (morsetti C) deve essere fatta in un punto, eventualmente
utilizzando la connessione presente sul convertitore.
Per applicazioni non descritte nel presente manuale riferirsi a specifica documentazione o contattare il servizio di
assistenza
NOTE
In ragione delle evoluzione normative e dei prodotti, l’azienda si riserva di modificare in qualunque momento le caratteristiche di prodotto descritte in questa pubblicazione,
che vanno quindi sempre preventivamente verificate.La responsabilità del produttore per danni causati da difetti del prodotto “può essere ridotta o soppressa (…) quando il
danno è provocato congiuntamente da un difetto del prodotto o per colpa del danneggiato o di una persona di cui il danneggiato è responsabile” (Articolo 8, 85/374/CEE)
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