KR100765978B1 - Ｐｌｃ 시스템 시험기기 - Google Patents

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이인석
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태인시스템주식회사
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Abstract

본 발명은, PLC 시스템을 테스트하기 위한 PLC 시스템 시험기기에 관한 것으로서, PLC 시스템의 아날로그 입출력 카드(analog input/output card), 고속 카운터 카드(high speed counter card) 및 디지털 입출력 카드(digital input/output card)에 연결되고 상기 PLC 시스템에 전기적 신호를 입력하고 상기 PLC 시스템으로부터 출력되는 신호를 표시하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 공장자동화를 위한 설비 과정에서 PLC 시스템의 테스트로 인한 비효율적 시간 관리 문제를 개선할 수 있다.
PLC, 테스트(Test), 시뮬레이션(Simulation)

Description

ＰＬＣ 시스템 시험기기{PLC SYSTEM SIMULATION TEST BOARD}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 PLC 시스템 시험기기의 평면도,
도 2는 도 1에 도시된 PLC 시스템 시험기기의 측면도,
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 실시예에 따른 PLC 시스템 시험기기의 아날로그 입출력부를 나타내는 회로도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PLC 시스템 시험기기에서 제1 디지털 입출력부의 디지털 입력스위치 및 제2 디지털 입출력부의 디지털 입력단자를 나타내는 회로도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PLC 시스템 시험기기에서 제1 디지털 입출력부의 디지털 출력LED 및 제2 디지털 입출력부의 디지털 출력단자를 나타내는 회로도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 PLC 시스템 시험기기의 BCD 입력 스위치를 나타내는 회로도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 PLC 시스템 시험기기의 디지털 출력표시기를 나타내는 회로도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: PLC 시스템 시험기기 110: 아날로그 입력부
111: 아날로그 입력조절기 112: 아날로그 입력표시기
113: 아날로그 출력표시기 114: 아날로그 입력단자
115: 아날로그 출력단자 120: 제1 디지털 입출력부
121: 디지털 입력스위치 122: 디지털 출력 LED
130: 제2 디지털 입출력부 131: 디지털 입력단자
132: 디지털 출력단자 140: 제3 디지털 입출력부
141: BCD 입력스위치 142: 디지털 출력표시기
150: PLC 입력부 151: PLC 입력단자
152: PLC 입력스위치 160: 펄스발생기
170: 전원단자 180: 커넥터
본 발명은 PLC(programmable logic controller) 시스템 시험기기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공장자동화(factory automation, FA)에 사용되는 PLC 시스템의 정상 작동 여부를 가상 시험할 수 있는 PLC 시스템 시험기기에 관한 것이다.
일반적으로 공장자동화는 현장에 기계류와 각종 전장품 및 PLC 시스템이 설치, 완료되어 유기적인 동작이 가능하도록 함으로써 달성된다.
그러나, 공장 자동화 설비의 설치 과정에서 PLC 시스템의 소프트웨어 개발자 는 다른 부분, 즉 기계류 기타 각종 전장품에 대한 하드웨어적인 설치가 완료된 후에야 비로소 해당 PLC 시스템의 설치 및 이에 대한 소프트웨어적인 테스트 작업이 가능하므로, 개발된 소프트웨어의 실제 동작시 문제점이 발생하는데 따라 보완 내지 수정 작업이 이루어질 경우 이로 인해 전체 자동화 설비의 운행 시점이 그만큼 늦추어질 수밖에 없다는 문제가 있었다. 이러한 점은 자동화 설비의 설치 과정에서의 비효율적인 요소로 지적되어 왔다.
따라서, 본 발명의 목적은 공장 자동화 설비의 설치에 있어 시간 측면에서의 비효율적인 점을 개선하는 데 있다. 구체적으로는, 공장 자동화 설비의 하드웨어적인 설치가 완료되기 전이라도 생산공정에서 실제로 사용될 제어신호 조건을 재현하여 별도로 PLC 시스템의 테스트를 할 수 있도록 함으로써 공장 자동화 설비의 설치 완료까지 소요되는 시간을 줄일 수 있는 PLC 시스템 시험기기를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, PLC 시스템의 아날로그 입출력 카드(analog input/output card), 고속 카운터 카드(high speed counter card) 및 디지털 입출력 카드(digital input/output card)에 연결되고 상기 PLC 시스템에 전기적 신호를 입력하고 상기 PLC 시스템으로부터 출력되는 신호를 표시하는 PLC 시스템 시험기기를 제공한다.
여기서, 상기 PLC 시스템에 입력하기 위한 전기적 신호는 아날로그 신호, 고 속 카운터 신호 및 디지털 신호를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 PLC 시스템 시험기기는, 상기 PLC 시스템의 아날로그 입출력 카드, 고속 카운터 카드 및 디지털 입출력 카드에 각각 연결되는 핀 커넥터를 더 포함할 수도 있다.
또한, 상기 PLC 시스템 시험기기는, 상기 아날로그 신호를 조절하여 상기 PLC 시스템에 입력하기 위한 아날로그 입력조절기, 상기 PLC 시스템으로부터 출력되는 아날로그 신호를 표시하기 위한 아날로그 출력표시기를 구비한 아날로그 입출력부와; 상기 디지털 신호를 조절하여 상기 PLC 시스템에 입력하고, 상기 PLC 시스템으로부터 출력되는 디지털 신호를 표시하는 디지털 입출력부와; 소정 세기의 펄스신호를 조절하여 상기 PLC 시스템에 입력하기 위한 펄스발생기; 및 소정의 속도 제어신호를 상기 PLC 시스템에 입력하기 위한 PLC 입력부를 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 디지털 입출력부는, 상기 디지털 신호를 입력하여 상기 PLC 시스템의 신호출력 유무를 표시하기 위한 제1 디지털 입출력부와; 소정 세기의 상기 디지털 신호를 입력하여 상기 PLC 시스템의 출력신호가 소정 개소로 출력되는지 여부를 표시하기 위한 제2 디지털 입출력부; 및 다수 레벨의 상기 디지털 신호 입력 각각에 대하여 상기 PLC 시스템이 소정의 수치화된 신호를 출력하는지 여부를 표시하기 위한 제3 디지털 입출력부를 포함할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.
아래에서 예시적으로 설명되는 바와 같이, 본 발명에 따른 PLC 시스템 시험기기는 PLC(Programmable Logic Controller) 시스템의 전기적인 아날로그(analog), 디지털(digital), 펄스(pulse) 등의 제어신호를 발생, 표시 및 이를 PLC 시스템으로 입력할 뿐 아니라, 이에 따라 PLC 시스템으로부터 출력되는 신호를 표시하는 장치를 의미한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 PLC 시스템 시험기기(100)는, 아날로그 신호의 입출력을 담당하는 아날로그 입출력부(110), 디지털 신호의 입출력을 담당하는 디지털 입출력부(120, 130, 140), 모터 구동제어와 관련된 PLC 입력부(150), 펄스 신호를 발생시키는 펄스발생기(160), 전원입력을 위한 전원단자(170) 및 PLC 시스템과의 접속을 위한 커넥터(도 2의 180)를 구비한다.
이와 같은 구성의 PLC 시스템 시험기기(100)는 PLC 시스템에 구비되어진 아날로그 입출력 카드(alalog input/output card), 고속 카운터 카드(high speed counter card), 디지털 입출력 카드(digital input/output card)와 접속(hardwaring)된다.
아날로그 입출력부(110)의 아날로그 입력조절기(111)는 PLC 시스템으로 입력되는 아날로그 신호의 세기, 즉 전류 세기를 4 내지 20[mA] 범위로 조절한다. 아날로그 입력표시기(112)는 아날로그 입력조절기(111)에 의해 조절된 아날로그 신호의 세기를 표시한다. 아날로그 입력조절기(111)에 의해 조절된 아날로그 신호는 커넥터(180)를 통해 PLC 시스템으로 입력된다. 아날로그 출력표시기(113)는, 상기 아날로그 신호를 입력받은 PLC 시스템이 출력하는 아날로그 신호를 4 내지 20[mA] 범위로 조절하여 표시한다. 이로써 상기 PLC 시스템의 정상작동 여부를 확인할 수 있 다.
아날로그 입출력부(110)의 아날로그 입력단자(114)는 PLC 시스템 시험기기(100)의 자체 전원이 아닌 외부전원을 입력하고자 할 때 사용한다. 즉, PLC 시스템에 입력할 전원이 PLC 시스템 시험기기(100)의 입력전원에 비해 레벨차가 큰 경우, 별도의 외부전원을 연결하여 아날로그 입력 조절기(111)로 조절함으로써 PLC 시스템에 입력할 수 있도록 한 것이다.
아날로그 출력단자(115)는 PLC 시스템에 의해 출력되는 아날로그 신호가 모터 기타 피구동장치를 동작하는데 사용될 경우, 이를 테스트하고자 상기 피구동장치와 동일한 것을 연결하여 그대로 재현할 수 있도록 마련된 것이다. 이에 의해 PLC 시스템의 출력이 적합한지 여부를 하드웨어적으로 직접 확인 가능하다.
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 실시예에 따른 PLC 시스템 시험기기(100)의 아날로그 입력조절기(111) 및 아날로그 출력표시기(113)를 나타내는 회로도이다. 도 3에서, VR1의 아날로그 입력조절기(111)를 이용하여 입력되는 전류를 4 내지 20[mA] 범위로 변환시켜 X1:1의 37 및 38번 단자를 통해 PLC 시스템의 아날로그 입력 카드(analog input card)로 아날로그 입력 신호를 전달한 후, 상기 PLC 시스템에서 도 4의 X2:1 37 및 38번 단자를 통해 아날로그 출력 카드(analog output card)로 아날로그 출력 신호가 출력되며, 출력값은 아날로그 출력표시기(113)로 표시된다.
디지털 입출력부(120, 130, 140)는 PLC 시스템에 소정의 디지털 신호를 입력하였을 경우 해당 신호에 대하여 정상적으로 작동하는지 여부를 테스트하기 위한 부분으로서, 신호출력 유무를 표시하기 위한 제1 디지털 입출력부(120), 소정 세기의 신호를 소정 개소로 출력하는지 여부를 표시하기 위한 제2 디지털 입출력부(130) 및 다수 레벨의 디지털 신호 입력 각각에 대하여 소정의 수치화된 신호를 출력하는지 여부를 표시하기 위한 제3 디지털 입출력부(140)를 포함한다.
제1 디지털 입출력부(120)는 0번(I0.0)에서 7번(I0.7)까지의 신호를 각각 입력제어할 수 있도록 구비된 디지털 입력스위치(121)와 입력된 디지털 신호에 대하여 해당 출력신호를 표시하기 위한 디지털 출력LED(122)를 포함한다. 이에 의해, 사용자가 어느 하나의 디지털 입력스위치(121)를 온(ON) 시킬 경우, PLC 시스템은 이를 입력받아 연산 수행 결과 0번(Q0.0) 내지 7(Q0.7)번 중 어느 하나의 디지털 출력LED(122)로 신호를 보내게 된다. 예를 들어, 0번(I0.0)의 디지털 신호가 입력될 때 PLC 시스템은 3번(Q0.3)의 디지털 신호를 출력하게 프로그래밍되어 있는 경우, 실제로 3번(Q0.3)의 LED가 온(ON) 되는지를 확인함으로써 상기 PLC 시스템의 정상 작동 여부를 확인할 수 있다.
도 5와 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PLC 시스템 시험기기(100)의 제1 디지털 입출력부(120)가 포함된 회로도로서, 도 5에는 디지털 입력스위치(121)가 도 6에는 디지털 출력LED(122)가 도시되어 있다.
도 5에서, X1:1의 1번 내지 9번 단자 중 1번 단자를 전원의 (+)극으로 하여 각 디지털 입력스위치(121)의 일측 접점에 TI-1 내지 TI-8까지 연결한 후, X1:1의 2번 내지 9번 단자에 각 디지털 입력스위치(121)의 타측 접점을 1:1로 연결한다. 이러한 상태에서, 디지털 입력스위치(121)를 작동시킬 경우 PLC 시스템측의 디지털 입력 카드(digital input card)에 신호가 입력되며, PLC 시스템측의 디지털 출력 카드(digital output card)를 통해 신호가 출력된다. 출력된 신호는 도 6의 X2:1의 2번 내지 9번 단자로 전달되어 디지털 출력LED(122)의 PL1-1번 내지 8번 LED로 점등되어 확인이 가능하다.
제2 디지털 입출력부(130)는 0번(I0.0)에서 7번(I0.7)까지의 레벨을 가지는 디지털 신호를 각각 입력할 수 있도록 구비된 디지털 입력단자(131)와 입력된 디지털 신호에 대하여 소정 세기의 신호를 출력하기 위한 디지털 출력단자(132)를 포함한다. 디지털 입력단자(131)와 디지털 출력단자(132)는 각각 그라운드 단자(0V, 24V)가 구비되어 있다. 제2 디지털 입출력부(130)에 의하면, 사용자가 디지털 입력단자(131)를 통해 소정 세기의 디지털 신호를 입력시킬 때, PLC 시스템은 이에 대응하여 0번(Q1.0) 내지 7번(Q1.7) 중 소정의 디지털 출력단자(132)로 소정 세기의 신호를 출력하게 된다. 예를 들어, 사용자가 그라운드 단자(0V)와 4번 단자(I1.4)를 통해 디지털 신호가 입력될 때 PLC 시스템은 6번 단자(Q1.6)를 통해 소정의 모터를 구동하기 위한 구동신호를 출력하도록 프로그래밍되어 있는 경우, 실제로 디지털 출력단자(132) 중 그라운드 단자(24V)와 6번 단자(Q1.6)를 상기 모터와 동일한 사양의 모터 샘플에 접속시켜 모터구동을 확인함으로써 PLC 시스템의 정상 작동 여부를 확인할 수 있다.
본 실시예에서는 제2 디지털 입출력부(130)의 출력은 디지털 출력단자(132)로만 출력되는 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 디지털 입력단자(131)의 입력에 대하여 상기한 아날로그 출력표시기(113), 디지털 출력LED(122) 또는 후술할 디지털 표시기(142)로 해당 아날로그 또는 디지털 신호가 표시되도록 구현할 수도 있다.
도 5와 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 PLC 시스템 시험기기(100)의 제2 디지털 입출력부(130)가 포함된 회로도로서, 도 5에는 디지털 입력단자(131)가 도 6에는 디지털 출력단자(132)가 도시되어 있다.
도 5에서, X1:1의 10번 내지 18번 단자 중 10번 단자를 전원의 (+)극으로 하여 각 디지털 입력단자(131)를 X1:1의 11번 내지 18번 단자에 1:1로 연결한다. 이러한 상태에서, 소정의 디지털 입력단자(131)에 전원을 인가할 경우 PLC 시스템측의 디지털 입력 카드(digital input card)에 신호가 입력되며, PLC 시스템측의 디지털 출력 카드(digital output card)를 통해 신호가 출력된다. 출력된 신호는 도 6의 X2:1의 11번 내지 18번 단자로 전달되어 소정의 디지털 출력단자(132)로 전달되며, 해당 단자에 모터 등을 연결하여 구동시켜 봄으로써 PLC 시스템의 정상작동 여부를 확인할 수 있다.
제3 디지털 입출력부(140)는 다수 레벨의 디지털 신호를 입력할 수 있도록 구비된 BCD(binary-coded decimal) 입력스위치(141)와 입력되는 디지털 신호에 대응하여 수치화된 디지털 신호를 출력할 수 있도록 구비된 디지털 출력표시기(142)를 포함한다. 이에 의하면, 제1 디지털 입출력부(120)의 입력스위치(121)의 개수보다 많은 수의 디지털 신호가 입력될 경우에 유용하게 사용할 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 BCD 입력스위치(141)에 의하면 10,000개의 숫자(4자리수)만큼의 크기를 가지는 디지털 신호를 입력할 수 있으며, 이에 대하여 디지털 출력표시기(142)에서도 마찬가지로 10,000개의 숫자(4자리수)만큼의 숫자로서 대응되는 디지털 신호를 표시할 수 있다. 따라서, 예를 들어 사용자가 BCD 입력스위치(141)를 통해 '0123'이라는 신호를 입력하면, PLC 시스템은 프로그래밍 처리된 바에 따라 예를 들면 '1234'라는 신호를 디지털 출력표시기(142)로 표시하게 되는 것이므로, 이를 통해 상기 PLC 시스템의 정상 작동 유무를 확인할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 PLC 시스템 시험기기(100)의 BCD 입력 스위치(141)를 나타내는 회로도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 PLC 시스템 시험기기(100)의 디지털 출력표시기(142)를 나타내는 회로도이다.
도 7의 X1:1의 19 내지 36 단자 중 19번 및 28번 단자를 (+)극으로 BCD 입력스위치(141)의 하나의 접점을 접속시킨 후, BCD 입력스위치(141)의 나머지 접점을 X1:1의 20 내지 27단자 및 29 내지 36단자로 1:1 연결한다.
BCD 입력스위치(141)의 버튼은 일, 십, 백, 천의 4자리로 구분되며, 한자리 당 4개의 접점으로 0에서 9까지 10진수로 표시된다. BCD입력스위치(141)의 버튼(도 1의 141a 참조)을 누르면 숫자가 카운트되며 PLC 시스템측의 디지털 입력 카드(digital input card)에 해당 디지털 신호가 입력되고, PLC 시스템측 디지털 출력 카드(digital output card)를 통해 소정 값의 신호가 출력된다. 출력되는 신호는 도 8에서 X2:1의 19 내지 36번 단자로 전달되며 디지털 출력표시기(142)에 점등되어 표시되는 것으로 확인이 가능하다.
한편, 본 실시예에서는 BCD 입력스위치(141)의 입력에 대응하여 디지털 출력표시기(142)로만 출력되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 BCD 입력스위치(141)로의 입력에 대응하여 아날로그 출력표시기(113), 디지털 출력LED(122) 또는 디지털 출력단자(132)로 출력되도록 구현할 수도 있다.
PLC 입력부(150)는 PLC 시스템이 모터 등에 대한 속도 제어신호를 출력할 경우 이를 테스트하기 위한 용도로서, PLC 신호를 PLC 시스템에 입력하기 위한 PLC 입력단자(151)와 PLC 신호의 입력을 온/오프 시키기 위한 PLC 입력스위치(152)를 포함한다. 이에 의해, 사용자는 PLC 입력단자(151)의 전원입력 단자(24V, 0V)와 신호입력 단자(A상, B상)를 통해 PLC 시스템에 가상의 모터 구동 후 피드백되는 신호를 입력시킬 수 있다. PLC 신호를 입력받은 PLC 시스템은 모터 구동이 소정의 상태(즉, 상기 피드백시킨 상태)로 동작되는 것으로 판단하여 그 프로그래밍된 바에 따라 대응되는 신호를 출력하게 된다. 이 때, 신호 출력은 아날로그 출력표시기(113), 디지털 출력LED(122), 디지털 출력단자(132) 또는 디지털 출력표시기(142)를 통해 수행되도록 할 수 있다. 따라서, 사용자는 PLC 신호를 입력받은 PLC 시스템이 정상적으로 후속 신호를 생성하여 출력하는지 여부를 확인할 수 있게 된다.
펄스발생기(160)는 소정 세기의 펄스신호를 발생시켜 PLC 시스템에 입력하기 위한 용도로서 사용되며, 펄스신호를 입력받은 PLC 시스템의 출력신호는 상기한 바와 같이 아날로그 출력표시기(113), 디지털 출력LED(122), 디지털 출력단자(132) 또는 디지털 출력표시기(142)를 통해 출력되도록 할 수 있다. 예를 들어, PLC 시스템이 펄스신호를 카운팅하도록 프로그래밍된 경우에는 카운팅된 펄스가 PLC 시스템에 구비된 디지털 출력 카드(digital output card)에 의해 출력되어 디지털 출력표 시기(142)에 표시되도록 할 수 있다.
전원단자(170)는 PLC 시스템 시험기기(100)에 전원을 인가하기 위한 단자이다.
커넥터(도 2의 180)는 PLC 시스템 시험기기(100)와 PLC 시스템과의 접속을 위한 것으로서 핀 커넥터(pin connector)를 사용할 수 있다. 이러한 핀 커넥터 타입에 의할 경우 PLC 시스템 시험기기(100)와 PLC 시스템과의 접속이 용이하여 사용시 편리하다는 이점이 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 PLC 시스템 시험기기에 의하면, 공장자동화를 위한 설비 과정에서 비효율적 시간 관리 문제를 개선할 수 있다. 구체적으로는, 공장자동화 현장의 하드웨어적인 설치가 완료되지 않고서도 생산공정의 조건을 재현할 수 있도록 함으로써 공장자동화 설비의 설치 완료까지 기다리는 시간과 소프트웨어의 수정 및 보완을 위해 소비되는 시간을 줄일 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 PLC 시스템 시험기기에 의하면, PLC 시스템과 연동하여 아날로그, 디지털 및 펄스신호를 주어 PLC 시스템의 동작을 표시하는 장치로서, 어떠한 PLC 시스템과도 접목이 가능하며 커넥터 타입으로서 접속시 편리성을 갖출 수 있게 된다.

Claims (5)

  1. PLC 시스템의 아날로그 입출력 카드(analog input/output card), 고속 카운터 카드(high speed counter card) 및 디지털 입출력 카드(digital input/output card)에 연결되고 상기 PLC 시스템에 아날로그 신호, 고속 카운터 신호 및 디지털 신호를 입력하고 상기 PLC 시스템으로부터 출력되는 신호를 표시하는 PLC 시스템 시험기기에 있어서,
    상기 아날로그 신호를 조절하여 상기 PLC 시스템에 입력하기 위한 아날로그 입력조절기와, 상기 PLC 시스템으로부터 출력되는 아날로그 신호를 표시하기 위한 아날로그 출력표시기를 구비한 아날로그 입출력부와;
    상기 디지털 신호를 조절하여 상기 PLC 시스템에 입력하고, 상기 PLC 시스템으로부터 출력되는 디지털 신호를 표시하는 디지털 입출력부와;
    소정 세기의 펄스신호를 상기 PLC 시스템에 입력하기 위한 펄스발생기와;
    소정의 속도 제어신호를 상기 PLC 시스템에 입력하기 위한 PLC 입력부를 포함하여 이루어지고,
    상기 PLC 시스템의 아날로그 입출력 카드, 고속 카운터 카드 및 디지털 입출력 카드에 각각 연결되는 핀 커넥터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PLC 시스템 시험기기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 입출력부는,
    상기 디지털 신호를 입력하여 상기 PLC 시스템의 신호출력 유무를 표시하기 위한 제1 디지털 입출력부와;
    소정 세기의 상기 디지털 신호를 입력하여 상기 PLC 시스템의 출력신호가 출력되는 개소를 표시하기 위한 제2 디지털 입출력부와;
    다수 레벨의 상기 디지털 신호 입력 각각에 대하여 상기 PLC 시스템이 소정의 수치화된 신호를 출력하는지 여부를 표시하기 위한 제3 디지털 입출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 PLC 시스템 시험기기.
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