EP0436818B1 - Diagnosesystem für eine digitale Steuereinrichtung - Google Patents
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- EP0436818B1 EP0436818B1 EP90122511A EP90122511A EP0436818B1 EP 0436818 B1 EP0436818 B1 EP 0436818B1 EP 90122511 A EP90122511 A EP 90122511A EP 90122511 A EP90122511 A EP 90122511A EP 0436818 B1 EP0436818 B1 EP 0436818B1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
- B41F33/00—Indicating, counting, warning, control or safety devices
- B41F33/0009—Central control units
Definitions
- the invention relates to a device for monitoring an electronic control device for a printing press with assemblies connected by means of a bus system, at least one memory, at least one input and output unit and at least one display device.
- control of printing presses with the aid of digital control devices often also includes functions in which errors can lead to considerable material damage or even endanger people. Particularly in the case of complex structures of control devices, very high demands are therefore also placed on the reliability of individual system components.
- EP-A-0 243 661 describes a printing press with a number of measuring devices, sensors generating electronic signals, electronically controllable actuators, units and at least one control and monitoring desk for monitoring, controlling and regulating the entire printing process.
- This application includes central overall electronics which controls and monitors the entire processing of all sensor signals and the entire coordination of the actuating signals by means of a data processing and control device.
- two processors are provided for testing and monitoring, which, in addition to the modules assigned to them, also test and monitor the other processor and means for communication between the processors.
- test results - are referred to below as error messages in the event of errors.
- non-volatile storage is provided in order to be able to evaluate important data even after the printing machine or the control device has been switched off.
- error messages, Test results or operating parameters can be saved.
- the data can preferably be stored in such a way that the most recent data is in a non-volatile memory.
- each computer 1, 2 has a (micro) processor 3, 4 and further assemblies, such as, for example, main memory, program memory and internal bus system, the explanation of which is, however, not necessary to understand the present invention.
- error messages can also be evaluated when the corresponding card is removed from the control device and is, for example, for repair purposes at the manufacturer or a maintenance facility.
- a central display unit 11 is connected to the computer 1 via a serial interface 12 to display the data occurring during the operation of the printing press.
- the interface 12 and the display unit 11 are also used to display error messages.
- Additional display units 13, 14 are connected to the input / output unit 8 via serial interfaces 15, 16 and also serve to display error messages in addition to displaying operational data.
- the computer 2 for controlling the main drive is connected to a control card 17 for the main drive, to which the motor 19 of the main drive is connected via a power stage 18.
- the control card 17 also has a connection to the system bus 7 so that, for example, the computer 1 can query the state of the power control card 17.
- a plurality of power supply units are provided for the voltage supply of the digital control device, of which only two power supply units are shown as examples in FIG. 1. For security reasons, it is provided that the computer 1 and the central display unit 11 are connected to a first power supply unit 20 and the computer 2, the input / output unit 8 and the further display units 13, 14 are connected to a second power supply unit 21.
- the computer 1 By using a connection between the computer 1 and the central display unit 11 that is independent of the system bus 7 and by using a separate power supply unit 20 for these modules, it is also possible to display errors that prevent data flows to one of the display units or on the system bus.
- Programs are provided for the microprocessors 3, 4, which enable extensive tests and monitoring.
- the other microprocessor and the communication memory 9 are monitored by each microprocessor.
- the test and monitoring programs can be designed so flexibly that more or fewer tests are carried out depending on the respective test results. For example, in normal operation it can be provided that each of the microprocessors 3, 4 tests the other microprocessor except for a part of the modules of the control device. However, if the other microprocessor fails, the still functional microprocessor also tests the modules previously tested by the other microprocessor.
- FIG. 2 shows essential parts of a test program which runs in the microprocessors 3, 4 after the control device has been switched on. After starting at 31, a self-test 32 is carried out, which is carried out by the respective microprocessor and relates to the respective computer 1, 2. In the event of an error, a corresponding error message is stored at 33 and fed to the central display unit 11 (FIG. 1) at 34 via the serial interface 12.
- the communication memory 9 is tested in the program part 35. This is done in a manner known per se by registering and reading out information again. In the event of an error, storage and display take place again, while if the communication memory 9 is free of errors, the other microprocessor is tested in program part 36.
- test program is ended at 38, after which programs for activating the printing press are activated. This can also be done in accordance with the program parts store 33 and display 34 if no errors have been found beforehand which prevent proper operation of the printing press.
Landscapes
- Inking, Control Or Cleaning Of Printing Machines (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
- Test And Diagnosis Of Digital Computers (AREA)
- Hardware Redundancy (AREA)
- Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)
- Control Or Security For Electrophotography (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum überwachen einer elektronischen Steuereinrichtung für eine Druckmaschine mit mittels eines Bussystems verbundenen Baugruppen, mindestens einem Speicher, mindestens einer Ein- und Ausgabeeinheit und mindestens einem Anzeigegerät.
- Die Steuerung von Druckmaschinen mit Hilfe von digitalen Steuereinrichtungen umfaßt häufig auch Funktionen, bei welchen Fehler zu erheblichen materiellen Schäden oder sogar zu Gefährdungen von Personen führen können. Insbesondere bei komplexen Strukturen von Steureinrichtungen werden deshalb sehr hohe Anforderungen auch an die Zuverlässigkeit einzelner Systemkomponenten gestellt.
- Aus der EP-A-0 243 661 ist eine Druckmaschine beschrieben mit einer Anzahl von Meßeinrichtungen, elektronische Signale erzeugenden Sensoren, elektronisch steuerbaren Stellgliedern, Aggregaten sowie wenigstens ein Steuer- und überwachungspult zur überwachung, Steuerung und Regelung des gesamten Druckablaufes. Diese Anmeldung umfaßt eine zentrale Gesamtelektronik, die die gesamte Verarbeitung sämtlicher Sensorsignale sowie die gesamte Koordination der Stellsignale mittels einer Datenverarbeitungs- und Steuereinrichtung steuert und überwacht.
- Trotzdem können innerhalb der Steuereinrichtung, im Bereich der Sensoren und Stellglieder, welche die Steuereinrichtung mit der Druckmaschine verbinden, und bei der Druckmaschine Fehler auftreten. Außerdem ist es bei Druckmaschinen wichtig, aufgetretene Fehler möglichst schnell und mit dem am Ort der Druckmaschine vorhandenen Personal zu beheben.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum überwachen der elektronischen Steuereinrichtung für eine Druckmaschine anzugeben, die bzw. das eine sichere Erkennung und Anzeige von Fehlern gestattet. Außerdem sollten Fehler möglichst auch dann erkennbar sein, wenn ein die überwachung an sich durchführender Prozessor ausfällt. Schließlich ist bei Fehlern, welche lediglich sporadisch auftreten oder bei Fehlern, die zum Ausfall der Steuereinrichtung führen, eine nachträgliche Diagnose erforderlich.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie mindestens zwei Baugruppen aufweist, wobei eine Baugruppe zur zentralen Steuerung der Druckmaschine und eine andere Baugruppe zur Steuerung des Hauptantriebs dient, daß die Baugruppen jeweils mindestens einen Prozessor und jeweils einen nicht flüchtigen Speicher aufweisen, daß die Baugruppen mindestens eine separate Schnittstelle aufweisen, die mit einer zentralen Anzeigeeinheit verbunden ist, und daß jede Baugruppe ein separates Netzgerät aufweist. Ferner wird die Aufgabe durch das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gelöst, daß nach dem Einschalten zunächst ein Selbsttest der Prozessoren erfolgt, das danach nacheinander von jeweils einem der Prozessoren ein zur Kommunikation zwischen den Prozessoren dienender Schreib- , Lesespeicher getestet wird und daß nach dem Test des Schreib-, Lesespeichers ein Test der Prozessoren untereinander erfolgt.
- Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit sind zwei Prozessoren zum Testen und überwachen vorgesehen, die außer ihnen jeweils zugeordneten Baugruppen auch den jeweils anderen Prozessor und Mittel zur Kommunikation zwischen den Prozessoren testen und überwachen.
- Da bei Druckmaschinen häufig ohnehin eine Aufteilung der Steuerungsaufgaben auf zwei Prozessoren erfolgt, ist eine wirtschaftliche und sichere überwachung dadurch möglich, daß in der Steuereinrichtung für verschiedene Steuerungsaufgaben zwei Prozessoren vorgesehen sind, welche ferner ihnen jeweils zugeordnete Baugruppen und den jeweils anderen Prozessor und Mittel zur Kommunikation zwischen den Prozessoren testen und überwachen.
- Bei dem erfindungsgemäßen Diagnosesystem können einerseits Daten ausgewertet werden, die beim Betrieb der Druckmaschine ohnehin vorliegen, beispielsweise Ausgangssignale von Sensoren wie Drehzahlsensoren oder Papiersensoren. Derartige Daten werden im folgenden als Betriebsparameter bezeichnet. Das erfindungsgemäße Diagnosesystem wertet auch Daten aus, welche in Testprogrammen entstehen, wie beispielsweise bei an sich bekannten Programmen zum Testen von Speichern oder Prozessoren. In derartige Tests können auch Betriebsparameter einbezogen werden, beispielsweise in Form von Soll/Ist-Vergleichen oder sogenannten Plausibilitätsprüfungen. Die Ergebnisse derartiger Tests - im folgenden Testergebnisse genannt - werden nachfolgend im Falle von Fehlern als Fehlermeldungen bezeichnet.
- Um eine sichere Anzeige von Fehlermeldungen zu ermöglichen, weist
mindestens einer der Prozessoren einen Ausgang für Fehlermeldungen unter Umgehung eines Bussystems auf. Vorteilhaft ist dabei, daß jeder der Prozessoren auf einer eigenen Systemkarte angeordnet ist und daß die Prozessoren unabhängig voneinander mit mindestens je einer Anzeigeeinrichtung verbunden sind. - Andere Weiterbildungen der Erfindung beschäftigen sich mit dem Speichern von Informationen, welche für Reparatur- und Wartungsarbeiten wichtig sind. Dabei ist im wesentlichen eine nichtflüchtige Speicherung vorgesehen, um wichtige Daten auch nach dem Abschalten der Druckmaschine bzw. der Steuereinrichtung auswerten zu können. Dazu können je nach Ausführungsform der Erfindung Fehlermeldungen,
Testergebnisse oder Betriebsparameter gespeichert werden. Vorzugsweise können die Daten derart gespeichert werden, daß sich die jeweils neuesten Daten in einem nichtflüchtigen Speicher befinden. - Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung möglich.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- ein Blockschaltbild einer digitalen Steuereinrichtung für eine Druckmaschine mit einem erfindungsgemäßen Diagnosesystem und
- Fig. 2
- ein Flußdiagramm eines bei dem Ausführungsbeispiel verwendeten Programms.
- Bei der in Fig. 1 dargestellten Steuereinrichtung sind zwei Baugruppen (Rechner) 1, 2 vorgesehen, von denen jeweils einer auf einer Systemkarte angeordnet ist. Der Rechner 1 dient zur zentralen Steuerung der Druckmaschine, während der Rechner 2 im wesentlichen zur Steuerung des Hauptantriebs dient. In an sich bekannter Weise verfügt jeder Rechner 1, 2 über einen (Mikro)Prozessor 3, 4 und weitere Baugruppen, wie beispielsweise Arbeitsspeicher, Programmspeicher und internes Bussystem, deren Erläuterung zum Verständnis der vorliegenden Erfindung jedoch nicht erforderlich ist.
- Außer diesen Baugruppen sind jedoch auf den Rechnerkarten nichtflüchtige Speicher 5, 6 vorgesehen, welche Testergebnisse, Betriebsdaten und Fehlermeldungen, die zu einer späteren Auswertung erforderlich sind, über ein Abschalten oder über einen Defekt der Steuereinrichtung hinaus speichern. Im Falle von Fehlermeldungen, welche nicht zu einem Ausfall der Steuereinrichtung bzw. des betroffenen Rechners führen, können mehrere Fehlermeldungen gegebenenfalls mit anderen aussagefähigen Testergebnissen und Betriebsparametern abgespeichert werden.
- Dadurch, daß in jedem der Rechner 1, 2 ein nichtflüchtiger Speicher 5, 6 vorgesehen ist, können Fehlermeldungen auch dann ausgewertet werden, wenn die entsprechende Karte aus der Steuereinrichtung entfernt und beispielsweise zu Reparaturzwecken beim Hersteller oder einem Wartungsbetrieb ist.
- Die Rechner 1, 2 sind an einen Systembus 7 angeschlossen, der ferner mit einer Ein/Ausgabeeinheit 8 und einem Kommunikationsspeicher 9 verbunden ist. Der Kommunikationsspeicher 9 dient zum Austausch von Daten zwischen den Rechnern 1, 2 derart, daß der jeweils empfangende Rechner aus dem Kommunikationsspeicher 9 diejenigen Daten abruft, die der sendende Rechner zuvor eingeschrieben hat. Darüberhinaus können im Kommunikationsspeicher 9, der dann als nichtflüchtiger Speicher ausgebildet ist, auch Testergebnisse und Fehlermeldungen abgelegt werden. Diese können dann von beiden Rechnern 1, 2 ausgelesen werden.
- An die Ein/Ausgabeeinheit 8 sind über Eingänge und Ausgänge 10 Sensoren und Stellglieder angeschlossen, wie es beispielsweise in der Patentanmeldung DE-A-36 42 500 der Anmelderin beschrieben ist.
- Zur Anzeige der beim Betrieb der Druckmaschine auftretenden Daten ist eine zentrale Anzeigeeinheit 11 an den Rechner 1 über eine serielle Schnittstelle 12 angeschlossen. Bei dem erfindungsgemäßen Diagnosesystem werden die Schnittstelle 12 und die Anzeigeeinheit 11 außerdem zur Anzeige von Fehlermeldungen benutzt. Weitere Anzeigeeinheiten 13, 14 sind über serielle Schnittstellen 15, 16 mit der Ein/Ausgabeeinheit 8 verbunden und dienen ebenfalls außer zur Anzeige von betriebsmäßigen Daten zur Anzeige von Fehlermeldungen.
- Der Rechner 2 zur Steuerung des Hauptantriebs ist mit einer Steuerkarte 17 für den Hauptantrieb verbunden, an welche über eine Leistungsstufe 18 der Motor 19 des Hauptantriebs angeschlossen ist. Die Steuerkarte 17 weist außerdem eine Verbindung zum Systembus 7 auf, so daß beispielsweise der Rechner 1 den Zustand der Leistungssteuerkarte 17 abfragen kann. Zur Spannungsversorgung der digitalen Steuereinrichtung sind mehrere Netzgeräte vorgesehen, von denen in Fig. 1 lediglich zwei Netzgeräte beispielhaft dargestellt sind. Aus Sicherheitsgründen ist vorgesehen, daß der Rechner 1 und die zentrale Anzeigeeinheit 11 an einem ersten Netzgerät 20 und der Rechner 2, die Ein/Ausgabeeinheit 8 und die weiteren Anzeigeeinheiten 13, 14 an einem zweiten Netzgerät 21 angeschlossen sind.
- Durch die Verwendung einer vom Systembus 7 unabhängigen Verbindung zwischen dem Rechner 1 und der zentralen Anzeigeeinheit 11 und durch die Verwendung eines separaten Netzgerätes 20 für diese Baugruppen ist eine Anzeige auch solcher Fehler möglich, die Datenströme zu einer der Anzeigeeinheiten oder auf dem Systembus verhindern. Für die Mikroprozessoren 3, 4 sind Programme vorgesehen, welche weitgehende Tests und Überwachungen ermöglichen. Unter anderem werden der jeweils andere Mikroprozessor sowie der Kommunikationsspeicher 9 von jedem Mikroprozessor überwacht. Dabei können die Test- und Überwachungsprogramme derart flexibel gestaltet sein, daß in Abhängigkeit von den jeweiligen Testergebnissen mehr oder weniger Tests durchgeführt werden. So kann beispielsweise im Normalbetrieb vorgesehen sein, daß jeder der Mikroprozessoren 3, 4 außer einem Teil der Baugruppen der Steuereinrichtung den anderen Mikroprozessor testet. Fällt der andere Mikroprozessor jedoch aus, so testet der noch arbeitsfähige Mikroprozessor auch die bisher von dem anderen Mikroprozessor getesteten Baugruppen.
- Zweckmäßigerweise werden nach dem Einschalten der Steuereinrichtung bzw. solange die Druckmaschine selbst noch nicht in Betrieb ist im Rahmen einer Initialisierung eingehende Tests der einzelnen Komponenten durchgeführt. Ergänzend werden dann während des Betriebs der Druckmaschine die Betriebsparameter überwacht. Dadurch können auch Fehler erkannt werden, die nur bei laufender Druckmaschine feststellbar sind.
- Durch geeignete Leitungsschleifen oder durch Überwachung von Signalen, die auf den jeweiligen Karten ständig vorhanden sind (beispielsweise Taktsignale), ist eine ständige Prüfung von Steckverbindungen möglich.
- Das Flußdiagramm gemäß Fig. 2 zeigt wesentliche Teile eines Testprogramms, das nach dem Einschalten der Steuereinrichtung in den Mikroprozessoren 3, 4 abläuft. Nach einem Start bei 31 erfolgt zunächst ein Selbsttest 32, der vom jeweiligen Mikroprozessor durchgeführt wird und den jeweiligen Rechner 1, 2 betrifft. Im Falle eines Fehlers wird eine entsprechende Fehlermeldung bei 33 abgespeichert und bei 34 über die serielle Schnittstelle 12 der zentralen Anzeigeeinheit 11 (Fig. 1) zugeführt.
- Hat jedoch der Selbsttest keine Fehler ergeben, wird der Kommunikationsspeicher 9 im Programmteil 35 getestet. Dieses erfolgt in an sich bekannter Weise durch Einschreiben und wiederauslesen von Informationen. Im Fehlerfall erfolgen wieder eine Speicherung und eine Anzeige, während bei fehlerfreiem Kommunikationsspeicher 9 ein Test des anderen Mikroprozessors im Programmteil 36 erfolgt.
- Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, daß es im allgemeinen genügt, den jeweils anderen Mikroprozessor zu testen und nicht den gesamten anderen Rechner, da dieser bereits zuvor durch den anderen Mikroprozessor getestet wurde.
- Nach einem erfolgreichen Verlauf des Tests des anderen Mikroprozessors werden bei 37 die Tests der weiteren Baugruppen vorgenommen. Sind auch diese fehlerfrei, so wird bei 38 das Testprogramm beendet, wonach Programme zur Steuerung der Druckmaschine aktiviert werden. Dieses kann an sich auch nach den Programmteilen Speichern 33 und Anzeigen 34 erfolgen, wenn zuvor keine Fehler festgestellt wurden, welche einen ordnungsgemäßen Betrieb der Druckmaschine verhindern.
Claims (13)
- Vorrichtung zum überwachen einer elektronischen Steuereinrichtung für eine Druckmaschine mit mittels eines Bussystems (7) verbundenen Baugruppen (1, 2), mindestens einem Speicher (5, 6), mindestens einer Ein- und Ausgabeeinheit (8) und mindestens einem Anzeigegerät (11, 13,14),
dadurch gekennzeichnet,- daß sie mindestens zwei Baugruppen (1, 2) aufweist, wobei eine Baugruppe (1) zur zentralen Steuerung der Druckmaschine und eine andere Baugruppe (2) zur Steuerung des Hauptantriebs (17, 18, 19) dient,- daß die Baugruppen (1, 2) jeweils mindestens einen Prozessor (3, 4) und jeweils einen nicht flüchtigen Speicher (5, 6) aufweisen,- daß die Baugruppen (1, 2) mindestens eine separate Schnittstelle (12) aufweisen, die mit einer zentralen Anzeigeeinheit (11) verbunden ist,- und daß jede Baugruppe (1, 2) ein separates Netzgerät (20, 21) aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Prozessor (3, 4) auf einer eigenen Systemkarte angeordnet ist und daß die Prozessoren (3, 4) unabhängig voneinander mit mindestens je einer Anzeigeeinrichtung (11, 13, 14) verbunden sind. - Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Systemkarten mit den jeweils zugeordneten Anzeigevorrichtungen (11, 13, 14) an verschiedene Spannungsversorgungsgeräte (20, 21) angeschlossen sind. - Vorrichtung nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung zur Anzeige von Fehlerzuständen die den normalen Ablauf anzeigenden Anzeigeeinrichtungen (11, 13, 14) aufweist. - Verfahren zum überwachen einer elektronischen Steuereinrichtung einer Druckmaschine nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Einschalten zunächst ein Selbsttest der Prozessoren (3, 4) erfolgt, daß danach nacheinander von jeweils einem der Prozessoren (3, 4) ein zur Kommunikation zwischen den Prozessoren dienender Schreib-, Lesespeicher (9) getestet wird und daß nach dem Test des Schreib-, Lesespeichers (9) ein Test der Prozessoren (3, 4) untereinander erfolgt. - Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß während des Betriebs der Druckmaschine dynamische Testläufe durchgeführt werden. - Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Ausfall eines Prozessores (3, 4) die an sich von dem ausgefallenen Prozessor (3, 4) auszuführenden Tests, Auswertungen und Anzeigen vom nicht ausgefallenen Prozessor (4, 3) ausgeführt werden. - Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 5, 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Testergebnisse in nichtflüchtigen Speichern (5, 6) auf jeweils den Systemkarten abgelegt werden, auf welche sich die Testergebnisse beziehen. - Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß Fehlermeldungen und/oder Testergebnisse in einem nichtflüchtigen Speicher abgelegt werden, wobei dieser darüber hinaus auch zur Kommunikation zwischen den Prozessoren (3, 4) dient. - Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fehlermeldungen auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert werden und bei Auftreten einer weiteren Fehlermeldung die bisher aufgetretene(n) Fehlermeldung(en) in einem nichtflüchtigen Speicher (5, 6) um eine Position weitergeschoben wird (werden). - Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die älteste Fehlermeldung aus dem nichtflüchtigen Speicher (5, 6) in einen zusätzlichen Speicher übertragen und zusammen mit noch älteren Fehlermeldungen gespeichert wird. - Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß vor und während des Auftretens von Fehlern Betriebsparameter nichtflüchtig gespeichert werden. - Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 5 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß während des Betriebs vorliegende Betriebsparameter laufend in einen nichtflüchtigen Speicher eingeschrieben werden, daß Betriebsparameter, die länger als eine vorgegebene Zeit zurückliegen, verlorengehen und daß bei Auftreten eines Fehlers der Zustand des nichtflüchtigen Speichers erhalten bleibt.
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