西门子CPU模块6ES75211FH000AA0 原装保内

工作原理：
CPU 包含操作系统并执行用户程序。用户程序位于 SIMATIC 存储卡中，通过 CPU 的工作存储器进行处理。I/O 模块通过 PROFINET 或 PROFIBUS 可集中式或分布式连接到过程。CPU 上的 PROFINET 接口支持与 PROFINET 设备、PROFINET 控制器、HMI 设备、编程设备、其它控制器和其它系统同时通信。CPU 1518‑4 PN/DP 可用作 IO 控制器和智能设备。与 PROFINET 接口类似，CPU 上的 PROFIBUS 接口支持与其它设备进行通信。将该接口用作 PROFIBUS DP 接口时，PROFIBUS DP 上的 CPU 将作为 DP 主站。
性能
指令处理速度更快, 取决于 CPU 型号、语言扩展和新的数据类型
代码生成得到优化，响应时间显著缩短
集成技术
通过标准 PLCopen 运动控制块，简便、快速地对运动序列进行编程
方便的诊断和调试工具提供了驱动器调试支持
向组态系统和人机界面自动发送报警消息：简化的故障排除步骤节省了调试时的时间与工作量。
等时同步模式
将分布式信号采集、信号传输和程序执行与具有恒定总线循环时间的 PROFIBUS 和 PROFINET 的循环进行同步耦合：
采集输入信号并进行处理，按固定时间间隔（恒定总线循环时间）将输出信号输出。同时创建了前后*的部分过程图像。
由于分布式 I/O 以恒定总线循环时间进行同步信号处理，可实现可重现的确定过程响应时间
在分布式自动化解决方案中，SIMATIC S7-1500 还可执行高速处理操作，并可取得较高的精度和重现性。这意味着可以以稳定的产品不断地扩大生产数量。
提供了用于完成运动控制、测量值采集、高速控制等复杂任务的全面组件。
集成安全功能
通过密码进行知识保护，防止未经授权而读取和修改程序块（与 STEP 7 相结合）
通过复制保护
来提高保护程度，防止未经授权而复制程序块：通过复制保护，可将 SIMATIC 存储卡上的程序块与其序列号绑定，以便只有在将配置的存储卡插到 CPU 中时，该程序块才可运行。
4-级授权理念：
可向用户组分配不同访问权限。通过新的保护级别 4，还可以限制与  设备之间的通信。由于操作保护得到改进，控制器可以检测到组态数据的更改或未经允许的传输。
西门子CPU1518-4PN/DP处理单元
设计与操作
带集成显示屏的 CPU：
可方便地分析集中和分布式模块的状态，或不使用编程设备而设置或更改 IP 地址。系统诊断信息和用户报警在显示屏上以普通文本形式显示，有助于快速有效地响应产生的错误消息。菜单和消息文本在显示屏上可以多种语言显示。
集成式系统诊断
系统诊断信息在显示屏上以纯文本格式持续显示，TIA Portal， 设备和 web 服务器，包括驱动器中的消息，在CPU停止运行的状态下均有可能。此功能是作为一个系统功能集成在 CPU 固件中，*由用户单组态。若配置了新硬件组件，则会自动更新诊断信息。
通过质量信息，直接在用户程序中进行简单快速的诊断：
通过激活模块的质量信息 (QI)，可直接在用户程序中查询和评估所提供过程值的有效性。此时，访问是通过过程映像并使用简单二进制或加载命令进行的。先决条件是可在 TIA Portal 中对模块进行诊断，并对质量信息进行组态。
通过 SIMATIC STEP 7 Professional V12 组态软件进行组态
SIMATIC S7-1500 控制器系列可在 Totally Integrated Automation Portal 平台中使用 STEP 7 Professional V12 或更高版本来编程。 SIMATIC STEP 7 Professional V12 是 SIMATIC S7-1500 的直观组态系统。
1 处理单元
处理器单元即CPU，一般由控制器、运算器和寄存器组成。CPU 通过地址总线、数据总线、控制总线与储存单元、输入输出单元、通信接口、扩展接口相连。CPU 是 PLC 的核心，输入单元将采集的输入信号传送到CPU，CPU执行用户程序并将运算结果传送到输出单元，用以驱动现场设备。选择CPU通常需要考虑一下几个方面：
·运算速度：不同的控制系统对控制的响应速度需求不同，对于要求响应时间较快的系统，则要求CPU的运算速度快，并尽快地将运算结果传送到输出单元。
运算速度性能指标可参考CPU指令执行时间。
·工作存储器：根据控制方案的复杂程度预估需要的工作存储器大小，考虑适当的余量。
·I/O带载能力： CPU通常使用I/O地址空间来描述其允许访问输入输出的能力，8个数字量通道占用1个字节地址空间，1个模拟量通道占用2字节地址空间。在具体选型时还需要根据实际情况考虑I/O余量占用的地址空间。此外有些CPU还有允许连接模块大数量限制。
·集成的通信接口：CPU通过通信接口进行编程组态，还可与人机界面、其他PLC系统、分布式I/O等实现数据交换。CPU集成的通信接口通常有MPI接口、PROFIBUS接口、PROFINET（PN）接口，根据通信对象（通信对象可以为编程设备、仪表、HMI、其他PLC系统等等）支持的电气接口标准以及所使用的通信协议选择集成通信接口。
2 储存器
PLC 的存储器包括系统存储器，装载存储器和工作存储器。系统存储器用于存放 PLC 的系统程序和内部寄存器， 装载存储器则用于存放 PLC 的用户程序，用户程序编译后被存放在工作存储器中执行。装载存储器通常为MC卡，支持外部扩展，而工作存储器是集成在CPU中并且无法扩展的，在选择CPU时需根据控制方案的复杂程度预估可能使用的工作存储器大小并留有适当余量。选择装载存储器通常只需选择不小于工作存储器大小的存储卡即可。
3 通信接口
通信接口的功能是通过这些通信接口可以和监视器、 打印机、 其他的 PLC 或是计算机相连， 从而实现“PLC与上位机”或“PLC与PLC”之间的通信。通信接口可以集成在CPU模块上使用内部总线与CPU通信，也可以使用单的通信接口模块通过外部总线与CPU通信。通信接口的选择首先确定通信对象接口的电气标准例如RS232、RS485、RJ45等，还需要确定使用的协议，常见的例如PROFINET，PROFIBUS总线协议，通过PROFINET和PROFIBUS总线，CPU可与分散在远端现场的输入输出单元进行数据交换，使PLC系统规模更易于扩充。
4 输入输出单元（I/O）
输入单元的作用是将按钮、行程开关或传感器等产生的信号输入 CPU，根据信号类型，输出单元的作用则是将 CPU 向外输出的信号转换成可以驱动外部执行元件的信号，以便控制接触器线圈等电器的通、断电。
输入输出单元主要分为模拟量输入模块，模拟量输出模块、数字量输入模块和数字量输出模块。模拟量输入模块测量电流、电压、电阻、热电偶等连续信号，模拟量输出模块输出电流、电压信号驱动现场执行器，模拟量输入输出模块需考虑处理信号的分辨率，响应时间以及信号测量范围。数字量输入模块应考虑信号电平、传输距离、隔离、供电方式，响应时间等应用要求。数字量输出模块应考虑不同的负载对PLC的输出方式的要求。
继电器输出模块具有使用电压范围广、导通压降小、有隔离作用等许多优点，但响应时间较长，所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出

装置升级的步骤如下：
1: 备份配置
一般情况下，升级软件过程中，参数不会丢失，尽管如此，还是需要在升级固件之前备份驱动参数。备份参数有两种方法：在存储卡上备份参数或者在Starter 项目中备份 。
2: 驱动软件升级
下载新的软件版本，升级步骤如下：
解压缩 *.zip 文件到空的MMC 卡中
设备断电，在驱动中插入卡，重新上电，软件自动升级，CUD 上的指示灯 RDY-LED 和DP1-LED 同时以0.5 Hz闪烁时，升级完成，此过程大约需要12 min。
装置断电重新上电，新软件被激活，在*次上电过程中，
– 连接的TM模块和/或SMC30执行固件升级（升级完成之后，需要重新上电）
– 如果AOP30 连接，新的AOP 软件可以使用，升级之后，点击确认
装置固件升级，DCC图表不会自动升级到新的DCC版本。
升级过程中，电子板电源不能断电，否则升级需要重新进行 。
3: 升级Starter 项目
安装新软件对应的SSP 安装包，不同版本的同一驱动的SSP 可以同时安装到Starter 软件中。
升级Starter项目：打开已有的Starter 项目，右击项目导航栏，选择"Target device" → "Device version…". 选择新的装置版本，并确认"Change version"，项目就转到新的版本， Starter 不支持降级。
4: 下载到驱动系统中 Copy RAM to ROM
下载项目到驱动设备中（下载到目标系统中），并久保存设置 (执行copy RAM to ROM)。
5: 升级DCC 工艺选件 (DCBLIB) 和 DCC 图表
DCC库没有要求必须升级，仅在您需要使用旧DCC 库中不支持的内容时，才需要升级。
只能通过相关的Starter 项目升级DCC库。升级时，不允许驱动中含有DCC 图表。升级软件之后，升级DCC库的步骤如下：
使用Starter 与装置连接在线
设定p0976=200，所有的参数设置和DCC 图表
参数复位后，重新与驱动连接
导入新的DCC 库
6: 下载到目标系统中, copy RAM to ROM
下载项目到驱动系统，升级驱动装置内的图表到新版本，并久保存(执行Copy RAM to
ROM)。STEP 7 项目（包括注释和符号、附加文件或 csv 文件（用于配方和归档））也可存储在 SIMATIC 存储。可通过用户程序和 SIMATIC 存储的函数来创建数据块，并存储或读取数据。CPU 315-2 PN/DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能安装、编程和操作为简便嵌入式产品包　　由PLC构成的控制也是由输入、输出和控制三部分组成。
参数1： 模块的电源消耗：主要指模块对5V电源和24V电源的消耗能力。
（1） 5V电源消耗：5V电源是CPU通过I/O总线电缆供给模块使用的，5V电源是无法通过外接电源补充和扩展的。我们需计算所有S7-200数字量模块的5V电源消耗总和，以保证其不**过CPU 5V电源供应能力。
（2） 24V电源消耗：部分S7-200数字量模块的供电、数字量输入点及输出点需要使用24V电源。24V电源可由CPU模块的24V DC传感器输出电源提供，也可外加24V DC电源。通常，我们需计算S7-200数字量模块的24V电源消耗总和，以保证其不**过CPU模块的电源定额或选用正确容量的24V电源模块。
通过密码进行知识保护，防止未经*读取和修改程序块
通过复制保护来提高保护程度，防止未经*而复制程序块：
通过复制保护，可将 SIMATIC 存储卡上的程序块与其序列号绑定，以便只有在将配置的存储卡插到 CPU 中时，该程序块才可运行。
具有四个不同*级别的权限：
可向各个用户组分配不同访问权限。通过新的保护级别 4，还可以限制与 HMI 设备之间的通信。
改进了操作保护：
控制器将会检测到组态数据的更改或未*传输。
用于以太信处理器 (CP 1543-1)：
通过防火墙提供附加访问保护
建立安全  连接
SIMATIC S7-1500， 数字输入模块， 16 数字输入 x 24 V DC 总线适配器， 16 通道分成组，每组 16， 输入延迟典型值 3.2ms， 输入端类型 3（IEC 61131） 包括推入式正面连接器在内

SIRIUS 在 UL 认证方面为用户提供支持。
SIRIUS 应用领域
我们可在 UL 认证方面为用户提供支持
美国的产品责任法比欧洲的相应法律要明显严格。强烈建议希望将产品出口到北美地区的任何人都要按照 UL 标准对其产品进行认证，尤其是电气设备。我们可通过广泛的知识以及已通过 UL 认证的广泛低压控制产品为用户提供支持。
什么是 UL？
UL (Underwriters Laboratories Inc.®) 是**的产品安全测试与认证组织之一。它是于 1894 年由美国火灾保险集团在美国成立的非盈利立组织，旨在对电气设备所带来的火灾危险进行调查。
今天，UL 负责检查和认证所有种类材料、部件和终产品的运行安全性，尤其是在发生人身伤害和形成火灾的可能性方面。UL 在多个欧洲国家中设有分支机构。若要了解有关该美国机构的详细信息以及如何与欧洲的众多分支机构取得联系。
UL 和 IEC 的定义
UL 和 IEC 从根本上是不同的。
适用于 IEC 市场的 IEC 标准仅定义了设备或系统的低安全要求。有关实际中如何满足这些安全要求的技术细节由厂商负责执行。
相比之下，适用于北美市场的原则要更加具体。根据标准，可对从产品设计和制造、应用和安装直至生产运行的整个相关过程进行监视。
NFPA79 是适用于控制柜外部的工业机械的电气标准。因此，它不同于控制柜标准 UL 508A，是该标准的一个对等标准。
自 1969 年以来便是一个 UL 合作伙伴
对于任何希望避免不必要的麻烦并希望节省时间与资金的人来说，采用像西门子这样一个合作伙伴的技术不失为一个明智之举。
从 1969 年起，我们位于 Amberg 市的生产设施就已经与 Underwriters Laboratories Inc. 展开紧密合作；这个生产设施开发和生产西门子完整系列的低压控制产品。
因此，我们拥有 UL 认证这一主题的全面知识：从按照 UL 标准进行生产，直至控制柜的接线；并且，我们很高兴能够在各种培训计划中将这种知识传递给用户。同时，我们不应忘记西门子的其它生产设施处的 UL 能力（例如，位于柏林的开关柜厂以及位于 Regensburg 的电气安装设备工厂）。
早在产品开发阶段，我们就不仅考虑进 IEC 原则，而且会考虑 UL 标准。这样就诞生了一个内容广泛的产品线，其中包括经过 UL 认证的低压开关柜、控制装置和保护电路技术产品。
我们的低压控制产品系列可使用户在 UL 认证方面获得安全**，使其能够快速方便地组装符合 UL 标准的控制柜。
在北美地区的楼宇中运行开关柜和控制柜的成本效益
西门子模块CPU1518-4PN/DP通过西门子全面而相互协调的产品线，可灵活适应较为广泛的解决方案与扩展：从机器控制系统的馈电装置，到机器中的微型执行器。
产品具有通用性 (IEC-UL/CSA)，可获益于的库存控制。
基于西门子的标准系统，可实现统一的操作与维护。
采用统一的产品接口和紧凑的设计，节约空间与成本。
方便友好，可实现的本地操作。
经过 UL 认证的 SIRIUS 产品和系统
我们的产品目录中包含经过 UL 认证的产品，例如：
控制装置：从电机保护断路器和起动器到接触器和过载继电器
用于设备和变压器保护的断路器
检测装置和命令装置
变压器和电源
AI： Analogue input，模拟量输入模块
8xU/I：8个通道，支持电压或电流型号输入
6.S7-1500的模拟量输出模块
• AQ 4xU/I ST
• AQ 8xU/I HS
• …
同样以个型号为例，型号简介：
AQ：Analogue Output，模拟量输出模块
4xU/I：共4个通道，支持电压，电流输出
ST：标准型
7.选定CPU和I/O模块之后，要确定系统的供电，选择电源模块，电源模块选型需要注意S7-1500有两种背板供电方式：
• PM模块： 不提供机架的背板工作电源，由CPU提供
PM 70 W 120/230 VAC
PM 190 W 120/230 VAC
• PS模块：连接到机架背板，提供背板工作电压，有诊断功能
PS 25W 24VDC
PS 60W 120/230V AC/DC

在使用OLM的时候考虑到光纤电缆的组态，这样PROFIBUS总线的参数就被STEP 7重新计算并改变。
在使用OLM（光纤链路模块）时，必须考虑到光纤电缆的组态。STEP 7会根据光纤电缆的组态重新计算PROFIBUS的参数。在这里，必须使“时间间隙”适应网络规模，网络拓扑结构和传输速率。
用户必须改变PROFIBUS参数，因为电缆和网络元件以及网络元件的机制会信息。如果给“时间间隙”组态了一个太低的值，可能会OLM（LED会闪红/绿灯）的功能错误和错误显示。
每个CPU有两个PTO/PWM(脉冲列/脉冲宽度调制器)发生器，分别通过数字量输出点Q0.0或Q0.1输出高速脉冲列和脉冲宽度可调的波形。
PTO/PWM发生器与输出映像寄存器共同使用Q0.0及Q0.1。当Q0.0或Q0.1被设置为PTO或PWM功能时，PTO/PWM发生器控制输出，在输出点禁止使用数字输出功能，此时输出波形不受映像寄存器的状态、输出强制或立即输出指令的影响。不使用PTO/PWM发生器时，Q0.0与Q0.1作为普通的数字输出使用。建议在启动PTO或PWM操作之前，用R指令将Q0.0或Q0.1的映像寄存器置为0。
脉冲列(PTO)功能提供周期与脉冲数目可由用户控制的方波(50%占空比)输出，脉冲宽度与脉冲周期之比称为占空比。脉冲宽度调制(PWM，简称脉宽调制)功能提供连续的、周期与脉冲宽度可由用户控制的输出。
每个PTO/PWM生成器有一个8位的控制字节，一个16位无符号的周期值或脉冲宽度值，以及一个无符号32位脉冲计数值。这些值全部存储在的存储器(SM)区，它们被设置好后，通过执行脉冲输出指令(PLS)来启动操作。PLS指令使S7-1500读取SM位，并对PTO/PWM发生器进行编程。
通过修改SM区（包括控制字节），然后再执行PLS指令，可改变PTO或PWM输出波形的特性。将控制字节(SM67.7或SM77.7)的PTO/PWM允许位置为0，然后执行PLS指令，则在任意时刻均可禁止PTO或PWM波形输出。
RTA指令将输入的实数（浮点数）转换成ASCII码字符串，转换结果送入OUT开始的3～15个字节中。使ENO=0的错误条件：0006(间接地址)，SM4.3(运行时间)，无输出（格式非法）。
输出缓冲区的大小始终为12字节，FMT各位的意义和输出缓冲区格式化的规则同ITA指令，FMT和OUT均为字节变量。
格式操作数FMT的定义如图9-16所示，输出缓冲区的大小由ssss区的值，ssss=3～15。输出缓冲区中小数部分的位数由nnn，nnn=0～5。如果n=0，则显示整数。nnn>5或输出缓冲区过小，无法容纳转换数值时，用ASCⅡ码空格填充整个输出缓冲区。位C用逗号(c=1)或小数点(c=0)作整数和小数部分的分隔符，FMT和OUT均为字节变量。
S7-1500增强型可编程控制器
概述
•模块化、可扩展通用系统，IP20 防护等级
•适用于离散自动化领域中各种自动化应用的系统解决方案
•具有高性能和可用性
•可通过 Totally Integrated Automation Portal 平台中的 STEP 7 Professional V12 及更高的型号进行组态
SIMATIC 自动化系统
为确保设备和工厂中灵活经济的自动化生产运行，则需根据具体应用选择解决方案。
SIMATIC 产品系列中包括以下各种功能强大的系统：
• SIMATIC S7-1500 自动化系统，高复杂性和高系统性能要求的工厂选择。SIMATIC S7-1500 控制器中包含有 SIMATIC S7-1200 Basic 控制器的各种基本功
能。
• 使用 SIMATIC ET 200SP 分布式控制器时，还可使用 ET 200SP 应用中的 S7-1500 功能，进行系统扩展或操作为单机系统。
SIMATIC 控制器集成在 Totally Integrated Automation Portal 中，用于确保数据的高度一致以及全系统统一的操作方式。正是基于这些集成的功能，在 TIA
Portal 进行工程组态可确保所有功能数据的高度一致。
SIMATIC 自动化系统概述
SIMATIC S7-1500 自动化系统支持所有适用的通信标准。通过 SIMATIC S7-1500 中的集成工艺功能，还可实现各种运动控制。
SIMATIC S7-1500 控制器也可用作故障安全控制器，可对所有组件进行诊断操作，*简化了故障排查过程。而集成的显示器，又进一步简化了参数的分配过程。
不仅如此，集成的安全功能又为安全网络的组态提供了额外安全**。
现场设备
SIMATIC S7-200、S7-1200、S7-300
C7-633/P DP, C7-633 DP, C7-634/P DP, C7-634 DP, C7-626 DP
SIMATIC S7-400（仅通过 CP 443-5）
SIMATIC S7-1500（只能通过 CP/CM 1542-5）
安装有 STEP 7 的编程器/PC 或 SIMATIC HMI 面板仅使用部分通过 PROFIBUS DP 运行的 PG 和 OP 功能。
接口模块中集成的系统电源将为背板总线提供 14 W 的电力。通过预计电量计算，可确定接口模块可操作的 I/O 模块数目（不带可选电源）。具体工作原理，请参见“供电平衡计算”部分。
为 IM 155-5 PN BA 接口模块使用集成电源。不能使用其它系统电源 (PS)。接口模块的右侧多可以插入 12 个模块。
以下内容适用于接口模块 IM 155-5 PN ST 和 IM 155-5 PN HF：多支持三个系统电源 (PS)。可以将一个系统电源 (PS) 插入到接口模块的左侧，另外两个系统电源 (PS) 插入到接口模块的右侧。
如果在接口模块的左侧插入一个系统电源 (PS)，则将生成总共 32 个模块的组态（接口模块右侧多 30 个模块）。如果需要在接口模块的右侧使用其它系统电源 (PS)，则这些电源也会占用一个插槽。
标准机器项目是使用一组创新功能的 STEP 7 项目，它们支持轻松组态和调试标准机器或具有模块化结构的机器的灵活自动化解决方案。
硬件配置包含作为 IO 控制器的 S7-1500 CPU 以及作为“PROFINET IO 系统主站”的已连接 IO 设备。该主站采用配置，可以根据该配置为不同的标准机器派生不同的选项，例如 IO 系统随配置的不同而异。
可以提升所有级别的灵活性
标准机器项目具有以下集中式特性：
从一个具有工程组态的项目（IO 系统主站），可以加载多个不同的标准机器版本（IO 系统选项）。标准机器项目涵盖 IO 系统的所有版本（选项）。
IO 系统选项可以使用简单的工具本地集成到现有网络中。
以多种方式提供灵活性：
如果组态合适，可以使用简单的工具本地调整 IO 控制器的 IP 地址参数。这样就可以将标准机器轻松集成到不同的工厂中，或者多次连接到网络中。
具有这种特性的 IO 系统被称为“可多次使用的 IO 系统”。
如果组态和编程合适，就可以本地操作 IO 系统选项的不同设置（所用 IO 设备的选择或 IO 设备的排列不同）。
由于 IO 系统的特定组态可由用户程序控制，因此这被称为“IO 系统的组态控制”。
如果组态和编程合适，您还可以立于上述功能，在一个项目中使用集中式设备或分布式 I/O 设备的不同站选项。设备的模块选择和排列可以不同。
由于站的具体组态由用户程序控制，这也被称为“组态控制”。
由于电镀自动生产线上有三台行车同时自动工作，所以系统采用了三台PLC和三台变频器，一台PLC和一台变频器控制一台行车；PLC选用的是三菱公司FX2n-48MR系列可编程控制器，变频器选用的是三垦公司ES-0.75K。行车在工作时通常都悬挂着电镀工件，如果行车在起动和停止的过程中速度太快或不够平稳，则悬挂的工件就容易掉下挂具，因此行车的速度用变频器控制使之可调，根据电镀生产线的实际情况，行车设计有快速、中速和慢速三种运行速度，频率分别设定为80Hz,40Hz和13Hz，行车作自动运行时，PLC通过检测安装在行车上的传感器的各种信号，向变频器发出指令，行车以慢速起动，运行平稳后就转人中速然后快速运行，在停止前，行车由快速转人中速，然后以慢速运行直至行车准确停在目标镀槽位置上；行车由慢速转中速转快速，再由快速转中速后转慢速，可以通过调整变频器的加、减速时间曲线平稳过渡。
行车动作步数显示主要是用于显示电镀工艺的执行过程，由PLC的输出口通过七段译码电路4511连接LED数码管显示，根据不同的电镀工艺要求，每台行车的动作步数从0步开始至几十步上百步不等，具体由PLC程序软件编制。
SIMATIC S7-1500（非 S7-155R/H）通过通信模块或带有集成 PROFIBUS DP 接口的 CPU 连接到 PROFIBUS DP 总线系统。通过带有 PROFIBUS DP 接口的 CPU 或通讯模块，可构建一个高速的分布式自动化系统，并且使得操作大大简化。
从用户的角度来看，PROFIBUS DP 上的分布式I/O处理与集中式 I/O 处理没有区别（相同的组态、编址及编程）。
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