西门子CP443-1模块 品质保证

CPU 用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400F/FH可在高可用性 S7-400H 系统中使用可结合故障安全 S7-400F/FH 系统中的 F-Runtime 授权和 F 兼容 CPU 使用带有集成 PROFIBUS DP 主站接口带有 2 个用于同步模块的插槽
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应用
CPU 417-5H 是用于 SIMATIC S7-400H 和 S7-400 F/FH 的功能强大的 CPU， 可以用于实现 S7-400H 高可用性系统。也可结合 F 运行授权一起用于 S7-400F/FH 故障安全自动化系统。通过内置 PROFIBUS-DP 接口，还可使它作为主站，直接连接到 PROFIBUS-DP 现场总线。基于带交换机功能的内置 PROFINET 接口，提供 2 个可外部访问的 PROFINET 端口。这样，可实现总线性或环形结构。
设计
CPU 417-5H 拥有：功能强大的处理器： CPU 处理每条二进制指令的时间小于 7.5 ns。32 MB RAM（16 MB 用于程序，16 MB 用于数据）： 用于 S7-400H 自动化系统的用户程序和组态数据的装载存储器；高速主存储器，用于与过程相关的用户程序的子程序。存储卡： 用于扩展内置装载存储器。除程序本身之外，装载存储器中所含的信息还包括 S7-400H 的组态数据，这就是要在存储器中占据双倍空间的原因。 其结果是：内置的装载存储器不能满足大程序量的要求，因此需要存储卡。 提供有 RAM 和 FEPROM 卡（FEPROM 用于在断开电源时保存数据）。灵活的扩展选件： 多达 262,144 点数字量和 16,384 点模拟量输入/输出。MPI 多点接口： MPI 可用来建立一个 32 个节点的简单网络，数据传输速率 187.5 Kbit/s。CPU 可以与通信总线（C 总线）上的节点和 MPI 上的节点建立多 64 个连接。 注：当同时使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口时，只能将下列总线连接器连接到 MPI 接口：带插口： 6ES7 972-0BB42-0xA0不带插口： 6ES7 972-0BA42-0xA0PROFIBUS DP 接口： 通过 PROFIBUS DP 接口，可以实现冗余、分布式自动化组态，从而提高了速度，便于使用。对用户来说，分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理（相同的组态、编址和编程）。PROFINET 接口，带 2 个端口（交换机）： 支持系统冗余和 MRP（介质冗余协议）模式选择开关： 拨动开关设计。诊断缓冲区： 的 120 个报警和中断事件保存在一个环形缓冲区中，用于进行诊断。实时时钟： CPU 提供带日期和时间的诊断报告。PROFIBUS DP 接口： 通过带 PROFIBUS DP 主站接口的 CPU 417-4H，可迅速建立起操作方便的分布式自动化系统。对用户来说，分布式 I/O 作为集中式 I/O 来处理（相同的组态、编址和编程）。 注：当同时使用 PROFIBUS DP 和 MPI 接口时，只能将下列总线连接器连接到 MPI 接口：带插口： 6ES7 972-0BB42-0xA0不带插口： 6ES7 972-0BA42-0xA0
功能
块保护：用户程序使用密码保护，可防止非法访问。(也可通过钥匙开关设置)。集成的 HMI :用户只能规定HMI设备的源数据地址和目标数据地址。这些数据通过系统周期地以及自动地进行传输。集成的通讯功能：PG/OP通讯扩展通讯(简单、高可用性通讯)可组态的属性STEP 7“硬件配置”工具和安装的 S7-400H 选件包用来组态包括CPU在内的S7-400H的特性和响应，例如：多点接口MPI：定义节点地址启动/循环响应特性定义 的扫描时间和通讯负载。地址分配：I/O模板编址保持区域：定义具有保持特性的位存储器、计数器、定时器、数据块和时钟存储器的数量保护级：设置程序和数据的访问权限。系统诊断：定义诊断报文的范围，以及处理的范围 器中断：定义周期时间H站的配置安全相关功能F-运行授权用来编译故障安全F用户程序，并在CPU上运行程序。每个 S7-400F/FH 系统需要 1 个授权。 包括 2 张 TüV 贴纸。报告功能状态和故障指示灯： 用LED指示指示内部和外部故障，以及运行状态，如 RUN（运行）、STOP（停止）、“主站”模式、冗余故障和测试功能等测试功能：PG可用来显示程序执行过程中的信号状态，可以单修改过程变量，读取栈存储器的内容，单步执行程序以及禁止部分程序的运行。信息功能：编程器可向用户提供：有关存贮器容量，CPU 运行模式，以及工作存储器和装载存储器的信息。
PLC容量的选择步骤与原则PLC的容量包括I／O点数和用户存储容量两个方面。 　　(一)I／O点数的选择PLC平均的I／O点的价格还比较高，因此应该合理选用PLC的I／O点的数量，在控制要求的前提下力争使用的I／O点少，但必须留有一定的裕量。通常I／O点数是根据被控对象的输入、输出的实际需要，再加上10％~15％的裕量来确定。 　　(二)存储容量的选择用户程序所需的存储容量大小不仅与PLC的功能有关，而且还与功能实现的、程序编写水平有关。一个有的程序员和一个初学者，在完成同一复杂功能时，其程序量可能相差25％之多，所以对于初学者应该在存储容量估算时多留裕量。 　　PLC的I／O点数的多少，在很大程序上反映了PLC的功能要求，因此可在I／O点数确定的基础上，按下式估算存储容量后，再加20％~30％的裕量。存储容量（字节）＝开关量I／O点数×10＋模拟量I／O通道数×100另外，在存储容量选择的同时，注意对存储器的类型的选择。
为了实现Step 7与 CPU的通讯，先要确保CP443-1与安装了Step 7的电脑之间的物理连接。
打开“SIAMATIC Manager” > “Options” > “Set PG/PC Interface…”可以将PG/PC接口设置成ISO Ind Ethernet 方式。如果使用的电脑安装了1613网卡，可以将PG/PC接口设置为1613的ISO通讯方式，如果使用的电脑中只装有普通的网卡，就选择普通网卡的ISO的通讯方式，如下图：本实验中选择的是Broadcom的普通以太网卡连接作为PG/PC物理通讯接口。
电源模块 (PS)：用于将 SIMATIC S7-400 连接到 120/230 V AC 或 24 V DC 电源电压。
CPU：配有集成 PROFIBUS DP 接口的不同 CPU 具有不同性能范围。根据具体型号，这些 CPU 也可以带有集成 PROFINET 接口。使用 PROFIBUS接口，多可以连接 125 个PROFIBUS DP 从站。可以将多 256 个 PROFINET IO 设备连接到 PROFINET 接口。SIMATIC S7-400 的所有 CPU 均可处理大型的配置。此外，在一个控制器中的多重计算模式下，多个 CPU 可以协同工作以提高性能。这些 CPU 处理速度快且具有确定性响应时间，可实现较短机器循环时间。
用于数字量 (DI/DO) 和模拟量 (AI/AO) 输入/输出的信号模块 (SM)
通信处理器 (CP)，例如，用于总线连接和端到点连接
功能模块 (FM)：用于完成计数、定位和凸轮控制等要求苛刻的任务的模块。
根据具体要求，也可使用下列模块：
接口模块 (IM)：用于连接控制器和扩展单元。SIMATIC S7-400 的控制器可带有多 21 个扩展单元运行。
SIMATIC S5 模块：在相关 SIMATIC S5 扩展单元中，可以寻址 SIMATIC S5-115U/-135U/-155U 的所有输入/输出模块。此外，在 S5 EU 或者直接在 CC 中（使用适配器）都可以使用 SIMATIC S5 的特定 IP 和 WF 模块。
若用户需要在应用中使用一个以上控制器时，则可以对 S7-400 进行扩展：
多 21 个扩展单元：可将多 21 个扩展单元 (EU) 连接到控制器 (CC)。
接口模块 (IM) 的连接：通过发送和接收 IM 来连接 CC 和 EU。发送 IM 插到 CC 中，相关的接收 IM 插到下游 EU 中可将多 6 个发送 IM 插到 CC 中（其中多 2 个带 5-V 电源），并可将多 1 个 IM 插到 EU 中。每个发送 IM 均有 2 个接口，每个接口用于连接 1 条线路。可将多 4 个 EU（不带 5-V 电源）或 1 个 EU（带 5-V 电源）连接到发送 IM 的每个接口。
电源模块的固定插槽：必须始终将电源模块插在 CC 和 EU 中的左侧。
通过 C 总线进行的数据交换受限制：通过 C 总线进行的数据交换只能在 CC 和 6 个 EU（EU 1 至 EU 6）之间进行。
集中扩展：建议用于小型配置和机器上的控制柜。也可以提供 5-V 电源。
CC 和一个 EU 之间的线路距离：1.5 m（带 5 V 电源）、3 m（不带 5 V 电源）。
通过 EU 进行分布式扩展：建议在面积很大工厂内采用，其中，多个 EU 位于各个位置。可以使用 S7-400 EU 或 SIMATIC S5 EU。
CC 和一个 EU 之间的线路距离：对于 S7 EU，约 100 m；对于 S5 EU 约 600 m。

PLC采用循环执行用户程序的方式。OB1是用于循环处理的组织块（主程序），它可以调用别的逻辑块，或被中断程序（组织块）中断。在起动完成后，不断地循环调用OB1，在OB1中可以调用其它逻辑块(FB, SFB, FC或SFC)。循环程序处理过程可以被某些事件中断。在循环程序处理过程中，CPU并不直接访问I/O模块中的输入地址区和输出地址区，而是访问CPU内部的输入/输出过程映像区。批量输入、批量输出。
梯形图中Q4.0的线圈（称为内部线圈）“通电”时，对应的输出过程映像位为1状态。信号经输出模块隔离和功率放大后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈（外部线圈）通电，其常开触点闭合，使外部负载通电工作。
外部输入电路接通时，对应的输入过程映像位(例如I0.0)为1状态，梯形图中对应的输入位的常开触点接通，常闭触点断开。
某一编程元件对应的过程映像位为1状态时，称该编程元件为ON，过程映像位为0状态时，称该编程元件为OFF。
PLC性能指标：
循环时间（Cycle time）: 是指操作系统执行一次，循环操作所需的时间，又称为扫描循环时间（Scan Cycle Time）或扫描周期。如0.7ms、1.7ms等性能指标：I/O点数、扫描周期、指令数目、功能模块多少
A( O I0.1 // 接在左侧母线上的I0.1的常开触点
O Q4.0 // 与I0.1的常开触点并联的Q4.0的常开触点 )
AN I0.2 // 与并联电路串联的I0.2的常闭触点
= Q4.0 // Q4.0的线圈
梯形图对应的逻辑表达式： Q4.0 = (I0.1+Q4.0)
可以将MMC整个打包读出来写成一个IMG文件，就象你原来用HD-COPY给软盘做的IMG镜象文件一样。当然被误格式化成电脑文件格式的MMC卡也可以用附带的标准IMG文件来恢复。比如你把8M MMC给格式化成16.7M的FAT格式，结果电脑认识了，PLC却不认识了，这时候可以用<MMC写卡软件>拿8M MMC的IMG文件来恢复，恢复完就还是PLC能认识的8M MMC了。软件版本的不同可能导致您无法写入S7IMG文件，所以解压包里共提供V0.9和V1.0两个版本，以供选用。。。
若以中继器连接，站之间的距离可达9100m，可多也只能用10个中继器，而且它还占用节点数。MPI的网络组建：利用STEP7的configuretion里的功能可以给每一个网络节点分配一个MPI地址和高地址，连接是需要在MPI网络的个节点和后一个节点加终端电阻。
PLC以MPI来实现通讯，可用三种方式解决。全局数据包通讯方式、无组态连接通讯方式、组态连接通讯方式。实现全局数据包通讯方式：在PLC硬件配置过程，组态需要通讯的PLC站之间的发送区和接收区不需要任何程序处理，只适应s7-300/400之间的通讯。
STEP 7 Safety Advanced 选件包用于所有故障安全 TIA SIMATIC 控制器类别（S7-1200，S7-1500，S7-1500软件控制器，S7-300，S7-400，WinAC）
STEP 7 Safety 还可利用 TIA 博途来实现故障安全自动化：
操作直观而统一（与标准编程一样），可以迅速开始创建故障安全程序。
F 系统的组态方式与标准自动化系统相同。
随时可用：插入 F-CPU 时，将自动建立 F 运行组。
使用“计算自然对数”指令，可以计算累加器 1 中值以 e (e = 2.718282) 为底数的自然对
数。
指令执行之后，状态位 CC 0 和 CC 1 将指示结果为负数、零或正数。如果该值**出了所
允许的数值范围，则将状态位 OV 和 OS 置位为“1”。
如果累加器 1 中的值小于或等于零，该指令会向累加器 1 中写入无效值，并将状态位 CC
0、CC 1、OV 和 OS 置位为“1”。如果浮点数无效，该指令还会将状态位 CC 0、CC 1、
OV 和 OS 置位为“1”。

工作数据是PLC运行过程中经常变化、经常存取的一些数据。存放在RAM中，以适应随机存取的要求。在PLC的工作数据存储器中，设有存放输入输出继电器、继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区，这些器件的状态都是由用户程序的初始设置和运行情况而确定的。根据需要，部分数据在掉电时用后备电池维持其现有的状态，这部分在掉电时可保存数据的存储区域称为保持数据区。
通常情况下，机械、设备生产线等的负载指恒转矩（G型）负载；一般风机、水泵类负载指平方转矩（P型）负载。
由于系统程序及工作数据与用户无直接联系，所以在PLC 产品样本或使用手册中所列存储器的形式及容量是指用户程序存储器。当PLC提供的用户存储器容量不够用，许LC还提供有存储器扩展功能。 PLC存储器所用的种类主要有：可读/写操作的随机存储器RAM；只读存储器或可擦除可编程的只读存储器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。
(1)现场控制单元
现场控制单元一般远离控制中心，安装在靠近现场的地方，其高度模块化结构可以根据过程监测和控制的需要配置成由几个点到数百个点的规模不等的过程控制单元。
现场控制单元的结构是由许多功能分散的插板（或称卡件）按照一定的逻辑或物理顺序安装在插板箱中，各现场控制单元及其与控制管理级之间采用总线连接，以实现信息交互。
现场控制单元的硬件配置需要完成以下内容：
插件的配置 根据系统的要求和控制规模配置主机插件（CPU插件）、电源插件、I/O插件、通信插件等硬件设备；
硬件冗余配置 对关键设备进行冗余配置是提高DCS可靠性的一个重要手段，DCS通常可以对主机插件、电源插件、通信插件和网络、关键I/O插件都可以实现冗余配置。
硬件安装 不同的DCS，对于各种插件在插件箱中的安装，会在逻辑顺序或物理顺序上有相应的规定。另外，现场控制单元通常分为基本型和扩展型两种，所谓基本型就是各种插件安装在一个插件箱中，但更多的时候时需要可扩展的结构形式，即一个现场控制单元还包括若干数字输入/输出扩展单元，相互间采用总线连成一体。
就本质而言，现场控制单元的结构形式和配置要求与模块化PLC的硬件配置是一致的。
1.        系统存储器：
系统存储器用于存放输入输出过程映像区（PII,PIQ）、位存储器(M)、定时器(T)和计数器(C))、块堆栈和中断堆栈以及临时存储器(本地数据堆栈)。
2.        工作存储器：
工作存储器仅包含运行时使用的程序和数据。RAM 工作存储器集成在CPU中， RAM中的内容通过电源模块供电或后备电池保持。除了S7 417-4 CPU可以通过插入的存储卡来扩展工作存储器外，其他PLC的工作存储器都无法扩展。
3.    装载存储器：
装载存储器是用于存放不包含符号地址分配或注释(这些保留在编程设备的存储器中)的用户程序。装载存储器可以是存储器卡、内部集成的RAM或内部集成的EPROM.
4.    保持存储器：
保持存储器是非易失性的RAM，通过组态可以在PLC掉电后即使没有安装后备电池的情况下，保存一部分位存储器（M）、定时器(T)、计数器（C）和数据块(DB)。在设置CPU参数时一定要要保持的区域。（注意：由于S7-400 PLC没有非易失性RAM，即使组态了保持区域，再掉电时若没有后备电池，也将丢失所有数据。这是S7-300 PLC 与S7-400 PLC 的重要区别）
高速计数器怎样占用输出点？
高速计数器根据被定义的工作模式，按需要占用CPU上的数字量输入点。每一个计数器都按其工作模式占用固定的输入点。在某个模式下没有用到的输入点，仍然可以用作普通输入点；被计数器占用的输入点（如外部复位），在用户程序中仍然访问到。
为什么高速计数器不能正常工作?
在程序中要使用初次扫描存储器位SM0.1来调用HDEF指令，而且只能调用一次。如果用SM0.0调用或者*二次执行HDEF指令会引起运行错误，而且不能改变*次执行HDEF指令时对计数器的设定
高速计数器如何寻址? 为什么从SMDx中读不出当前的计数值？
可以直接用HC0；HC1；HC2；HC3；HC4；HC5对不同的高速计数器进行寻址读取当前值，也可以在状态表中输入上述地址直接监视高速计数器的当前值。SMDx不存储当前值。高速计数器的计数值是一个32位的有符号整数。
高速计数器如何复位到0？
选用带外部复位模式的高速计数器，当外部复位输入点信号有效时，高速计数器复位为0， 也可使用内部程序复位，即将高速计数器设定为可更新初始值，并将初始值设为0，执行HSC指令后，高数计数器即复位为0 。

当可编程控制器垂直安装时，要严防导线头、铁屑等从通风窗掉入可编程控制器内部，造成印刷电路板短路，使其不能正常工作甚至损坏。
2.电源接线PLC供电电源为50Hz、220V±10%的交流电。FX系列可编程控制器有直流24V输出接线端。该接线端可为输入传感（如光电开关或接近开关）提供直流24V电源。如果电源发生故障，中断时间少于10ms，PLC工作不受影响。若电源中断**过10ms或电源下降**过允许值，则PLC停止工作，所有的输出点均同时断开。当电源恢复时，若RUN输入接通，则操作自动进行。对于电源线来的干扰，PLC本身具有足够的能力。如果电源干扰特别严重，可以安装一个变比为1:1的隔离变压器，以减少设备与地之间的干扰。
3.接地良好的接地是保证PLC可*工作的重要条件，可以避免偶然发生的电压冲击危害。接地线与机器的接地端相接，基本单元接地。如果要用扩展单元，其接地点应与基本单元的接地点接在一起。为了抑制加在电源及输入端、输出端的干扰，应给可编程控制器接上地线，接地点应与动力设备（如电机）的接地点分开。若达不到这种要求，也必须做到与其他设备公共接地，禁止与其他设备串联接地。接地点应尽可能*近PLC
4.直流24V接线端使用无源触点的输入器件时，PLC内部24V电源通过输入器件向输入端提供每点7mA的电流。PLC上的24V接线端子，还可以向外部传感器（如接近开关或光电开关）提供电流。24V端子作传感器电源时，COM端子是直流24V地端。如果采用扩展船员，则应将基本单元和扩展单元的24V端连接起来。另外，任何外部电源不能接到这个端子。如果发生过载现象，电压将自动跌落，该点输入对可编程控制器不起作用。
每种型号的PLC的输入点数量是有规定的。对每一个尚未使用的输入点，它不耗电，因此在这种情况下，24V电源端子向外供电流的能力可以增加。FX系列PLC的空位端子，在任何情况下都不能使用。
通用型PLC的硬件的组成部分通用型PLC的硬件基本结构如图1所示，它是一种通用的可编程控制器，主要由处理单元CPU、存储器、输入/输出（I/O）模块及电源组成。 　　各部件的作用如下：（1）处理单元CPUPLC的CPU与通用微机的CPU一样，是PLC的核心部分，它按PLC中程序赋予的功能，接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；用扫描查询现场输入装置的各种状态或数据，并存入输入状态寄存器或数据寄存器中；诊断电源及PLC内部电路工作状态和编程过。 　　图1通用型PLC的硬件基本结构主机内各部分之间均通过总线连接。总线分为电源总线、控制总线、地址总线和数据总线。以上这些都是在CPU的控制下完成的。（2）存储器存储器（简称内存），用来存储数据或程序。它包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。 　　程序存储器用来存储程序、模块化应用功能子程序和各种参数等，一般使用EPROM；用户程序存储器用作存放用户编制的梯形图等程序，一般使用RAM，若程序不经常修改，也可写入到EPROM中；存储器的容量以字节为单位。 　　PLC配有程序存储器和用户程序存储器，分别用以存储程序和用户程序。程序存储器的内容不能由用户直接存取。因此一般在产品样本中所列的存储器型号和容量，均是指用户程序存储器。（3）输入/输出（I/O）模块I/O模块是CPU与现场I/O设备或其他外部设备之间的连接部件。 　　PLC提供了各种操作电平和输出驱动能力的I/O模块供用户选用。I/O模块要求具有抗性能，并与外界绝缘因此，多数都采用光电隔离回路、消抖动回路、多级滤波等措施。I/O模块可以制成各种模块，根据输入、输出点数来增减和组合。 　　I/O模块还配有各种发光二管来指示各种运行状态。（4）电源PLC配有开关式稳压电源的电源模块，用来对PLC的内部电路供电。（5）编程器编程器用作用户程序的编制、编辑、调试和，还可以通过其键盘去调用和显示PLC的一些内部状态和参数。 　　它经过接口与CPU联系，完机对话。编程器分简易型和智能型两种。简易型编程器只能在线编程，它通过一个接口与PLC连接。智能型编程器即可在线编程又可离线编程，还以远离PLC插到现场控制站的相应接口进行编程。 　　智能型编程器有许多不同的应用程序包，功能齐全，适应的编程语言和也较多。
西门子plc:
1.简介：
西门子PLC，是德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器，产品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等，具备体积小、速度快、化的特点，PLC可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。PLC采用梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言，其不需要大量的活动元件和连线电子元件，编程简单，有较高的易操作性，能自动诊断，容易。
2.详细介绍：
1．SIMATICS7-200PLCS7-200PLC是**小型化的PLC，它适用于各行各业，各种中的自动检测、监测及控制等。S7-200PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。
2．SIMATICS7-300PLCS7-300是模块化小型PLC，能中等性能要求的应用。各种单
的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的。与S7-200PLC比较，S7-300PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带用户接口的工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作内，人机对话的编程要求大大。
3. SIMATIC人机界面（HMI）从S7-300中取得数据，S7-300按用户的刷新速度传送这些数据。S7-300操作自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断连续的功能是否正常、记录错误和事件（例如：**时，模块更换，等等）；多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密，防止未经允许的和修改；S7-300PLC设有操作选择开关，操作选择开关像钥匙一样可以，当钥匙时，就不能改变操作，这样就可防止或改写用户程序。具备强大的通信功能，S7-300PLC可通过编程Step7的用户界面提供通信组态功能，这使得组态非常容易、简单。
4. S7-300PLC具有多种不同的通信接口，并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线；串行通信处理器用来连接点到点的通信；多点接口（MPI）集成在CPU中，用于同时连接编程器、PC机、人机界面及其他SIMATICS7/M7/C7等自动化控制。
5．SIMATICS7-400PLCS7-400PLC是用于中、性能范围的可编程序控制器。S7-400PLC采用模块化无风扇的设计，可靠耐用，同时可以选用多种级别（功能逐步升级）的CPU，并配有多种通用功能的模板，这使用户能根据需要组合成不同的。当控制规模扩大或升级时，只要适当地一些模板，便能使升级和充分需要。
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