TW494717B - Modular extensible peripheral equipment with self-supporting construction - Google Patents

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494717 德-$久 匕:‘娜押…曰 A7 概」 五、發明説明（，） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明俗關於一種可擴充之模組式周邊設備，可用來 控制及/或監視技術性程序。此周邊設備是由基本模組 構成，至少有一電源電壓可傳送至基本模組，至少有一 擴充模組可串聯在此基本模組上。於是，基本模組以及 至少一可串聯之擴充模組都可與作用器及/或感測器相 連接以便控制及/或監視技術程序。 上述技藝之周邊設備在先前技藝中通常已為人所知。 西門斯（Siemens)公司例如已提供模組式周邊設備ET200U 。在傳統之自動化設備的結構中，感測器及作用器偽直 接與中央之自動化設備相連接。這在廣泛分支式設備中 導致具有高的導線費用之巨量導線以及在變化上及擴充 上較小之彈性。 分散式周邊設備因此在程序和中央自動化設備之間形 成一種有效之介面。程序信號（與感測器和作用器之交 互作用）之處理和轉換直接在空間中屬於此程序或部份 程序的位置前進行。介於周邊設備和中央自動化設備之 間的連接因此通常都經由陣列匯流排而完成且因此經由 各別之連接件而完成。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 此外，在先前技藝中，具有高级保護方式（I P 6 6 / I P 6 7 ) 之單件式周邊設備已為人所知，例如，由西門斯公司所 銷售之周邊設備ET200C,其主要特性是用在較惡劣之工 業環境中。 在高级保護方式中，同時&是模組式可擴充之周邊設 備則尚未為人所知。此外，在先前技術中至今尚未有模組 式可擴充之周邊設備為人所知，其中介於各模組之間所 494717 A7 B7 五、發明説明（2 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 的監 前組部擴 I 部串 之據 上組上備 ϊβ 。利下 類或 之部上和Μ下相 聯依 組模組設 件專如 之 \ 。項上組件 組互 串之 模之模邊 ” Μ 接請明 簾及的 1 組模組),模m)可件 一應一周待^ 連申説 電 制充第模充部le充0Γ種組 每對另之等 _ 的之單 或 控擴圍本擴下fi擴(f此部 ：相到構T,TU 間片簡 頭 便可範基由組Γ0或式 ··下 示在受結畠 ^ 之相式 插 以式利由組模(P，形 示組 顯定會種 件及圖 如 備組專組模本型件其 顯模 備固不此卩，|^組式 。 如 鬆 例 設模請模充基外組依 備與 設只作在 j 部圖中 需 邊是申本擴，之部可 設其 邊自操。(^*^下據明 不 周備據基，成聯下件 邊藉。周各之擋刻 組依説 間 種設依：成構串組組 周是成此件件阻時^； 模節之 · 期 一邊偽成構件可模部 此這達，元元之一 於細例 4 充 供周的達件組有充下 ，c 而中定定件任 介或施 -擴 提種目式組部具擴組 中的接構固固組在畠開點實 在 是此一方部下都和模 構撑連結一此部件 鬆優述 接 c 的，此述下組件件充 結支之之少且下組M全它下 連件目序之下組模組組擴 之動開利至，組部¾完其在 性元之程備以模充部部一 利自鬆有以上模上㈣必之述 電觸明性設而本擴下下另 有可可一偽件或組 不明描 導接發術邊份基及組組和 一是的另件組件模PJ或發而 之外本技固部及件模模’件 c 在構式在組部組 ，)^件本圍 需額 視 言件組充本組聯 結形 部下部中的組 範 ----------批衣------1T------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 494717 A7 B7 五、發明説明（3 ) 第1圖在組合狀態之可擴充模組式周邊設備。 第2圖以部份剖面圖表示之可擴充模組式周邊設備。 ^ 第3圖互相串聯之模組下部組件的俯視圖。 第4圖沿著切割線I V經由周邊設備之切面圖。 第5圖沿著切割線V經由周邊設備之切面圖。 依據第1圖，基本模組B Μ由基本模組下部組件B MU和 基太模組上部組件Β Μ 0所構成。相對地，擴充模組Ε Μ由 擴充模組下部組件ΕΜΙΙ和擴充模組上部組件ΕΜΟ所構成。 基本模組下部組件BMU和擴充模組下部組件EMU具有一 種可串聯之外型，使基本模組下部組件BMU和擴充模組 下部組件EMU,或擴充模組下部組件EMU和另一擴充模組 下部組件EMU可依其形式而串聯。在此實施例中，有一 種階梯外型可供使用。 第2圖顯示以部份剖面圖表示之周邊設備PG,其中模 組下部組件BMU, EMU已經互相串聯。模組下部組件BMU, ΕΜϋ之串聯可在通道上準確地進行，這是因為模組下部 組件BMU, EMU可藉共同作用之形式連接口 1而不是藉圖 示之形式連接元件（例如，燕尾槽及燕尾槽口 1)來引導 。藉模組下部BMU, EMU之依據形式的連接，則模組式周 邊設備PG之可串聯的結構形成自動支撑。 此種在通道上準確的引導是需要的，於是密封糸統之 元件可準確地互相抓握。為了達到高级保護方式，密封 条統在此實施例中偽以彈簧-導槽-組合之方式構成。模 組上部組件BMO, EMO抓握在模組下部組件BMU, BMU之導 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） I •裝 訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 494717 A7 B7 五、發明説明（4 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 槽N中，，，塾圈上有細孔而以密封方式嵌入模組下部組件 BMU, EMU之導槽N中。不但各別之模組BM, EM而且可擴 充之固邊設備PG於是都需符合DIN IEC 529中保護方式 I P 6 5 之準則（c r i t e r i a )。 模組下部組件BMU, EMU通常是固定在一覆蓋面上，模 組下部組件B M U , E M U因此有一値鑽孔2，固定元件（例如 螺絲）可導入鑽孔2中。模組下部組件BMU，EMU可利用此 固定元件而各自固定在覆蓋面上。 亙相串聯之模組下部組件BMU, EMU藉螺絲旋緊或藉同 樣功用之固定元件而互相固定。模組下部組件BMU，EMU 具有用於此目的之鑽孔3, 3’。螺絲可導入鑽孔3,3’中。 在一未顯示之實施形式中，互相串聯之模組下部組件BMU。 EMU的固定方式偽藉導入楔形之插銷元件而達成。 由第2圖又待別可得知，模組上部組件BMO, EMO不需 鬆開模組下部組件BMU, ΕΜϋ卽可由各自之下部組件BMU, EMU取下，因此在等待情況或在改變設備組態時時可很 容易地替換。這樣可産生之情況是：在一有利之結構中 ，每一模組上部組件BMO, EMO各自以至少一固定元件而 只固定在對應之模組下部組件BMU, EMU上，固定元件之 操作不會受到其它模組上部組件BMO, EMO或模組下部組 件EMU, EMU之阻擋。模組上部組件EMO, EMO因此具有鑽 孔4'固定元件（例如，螺絲）可通過此鑽孔4’，固定元 件抓握在模組下部組件ΒΜϋ, EM11中對應之鑽孔4中，使 模組上部組件BMO, ΕΜΟ可固定在模組下部組件BMU, EMU 一 6 一 ---------ί i 裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 494717 A7 B7 五、發明説明（5 ) 上，、 在第1圖或第2圖實施例中，基本模組BM具有三個終 端捅頭AS1, AS2，AS3。二個此種終端插頭AS2, AS3共同 安裝在插頭板SP上。至少有一電源電壓通常是經由終端 插頭A S 1而供應至周邊設備P G。陣列匯流排導線例如經由 終端捅頭AS2, AS3而藉周邊裝置來形成回路，因此有利 之方式是：終端插頭AS2, AS3安裝在插頭板SP上，則當 進入及出去之陣列匯流排導線連接在終端插頭AS2, AS3 中時，則在鬆開由終端插頭AS2, AS3及插頭板SP所構成 之插頭單元此一過程中即不需中斷此陣列匯流排導線。 介於其它可能之周邊設備P G之間的通信號連接因此可以 繼鑛存在。 模組式周邊設備PG之各別模組BM, EM的模組下部組件 BMU, EMU具有許多接觸芫件1^,這些接觸元件LE可進一 步引導信號電壓或電源電壓。接觸元件LE基本上偽以U 形之接觸元件L E構成且配置在串聯外型（P r 〇 f i 1 e )之側 面上之模組下部組件中。 U形接觸元件LE的一腳位於模組BM, EM内部所設立之 模組上部組件BMO , EMO上，使ϋ形接觸元件LE中許多這 種腳形成一種内部接觸件IML(在本實施例中是一種内部 測量接觸條IML)。U形接觸元件LE之另一腳在模組ΒΜ, ΕΜ外部所設立之模組上部組件BMO, ΕΜΟ上，使II形接觸 元件LE中許多這種腳形成一種外部接觸件EML(在本實施 例中是一種外部測量接觸條E M L )。 - 7 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ----------裝------訂------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 494717 A7 B7 五、發明説明（6 ) 在串聯擴充模組E Μ於基本模組B Μ時，基本模組B Μ之外 部測暈接觸條E M L抓握在擴充模組Ε Μ中，使基本模組Β Μ 之外部測鼍接觸條E M L位於串聯擴充模組Ε Μ之内部測量 接觸條I M L的對而。為了將另一擴充模組Ε Μ串聯於一擴 充樽組Ε Μ上，上述之情況可對應地適用。此外，它們可 特別由第2圖中之圖式清楚地看出。 不會受另一串聯擴充模組Ε Μ所覆蓋之此種外部測量接 觸條Ε M L會受到一種特殊之末端件E S所覆蓋。接觸式保 護以同一方式藉末端件ES而達成，就像對抗式保護技術 所需之密封一樣，此外，在基本上亦可保持擴充模組Ε Μ 為相同結構，使恃殊之擴充模組EM作為終端模組是不需 要的。 感測器及/或作用器可連接在一値電路上，此一電路 通常與模組上部組件Β Μ Ο , Ε Μ 0共同安裝或以連接方式安 裝，蕻此一電路可在接觸元件LE之至少一部份，各模組 下部組件Β Μ 1] , Ε Μ I)之間産生所望之導電性連接。 第3圖顯示在互相串聯之模組下部組件Β Μ Ο , Ε Μ 0上之 俯視圖。吾人可分別辨認内部測量接觸條I M L和外部測 景接觸條R M U測量接觸條I M L , Ε M L之接觸元件L Ε的一 部份作為進一步引導至少一電源電壓，接觸元件L Ε之另 一部份刖可進一步引導信號電壓。 依據第4 _，可恃別明白信號電壓之進一步引導。陣 列Κ流排導線可藉第4圖中未顯示之终端插頭A S 2， Λ S 3 iTu雜接汴（SI邊設備P G上。信號電壓藉此陣列匯流排導線 -8 ~ (請先閱讀背面、5·注意事項再填寫本頁) 裝· 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 494717 A7 B7 五、發明説明（7 ) 而供應至固邊設備PG之基本模組BM中。信號電壓藉基本 樺紺B Μ中配置之電路板L P可到達基本模組B Μ之内部測量 接觸條丨M L的接觸元件L Ε中。經由電路板L Ρ上之導電軌 於是可在終端插頭A S 2 , A S 3之未顯示的接點和内部測量 接觸條I M L之接觸元件L E之間産生導電性之連接。 内部測量接觸條I M L之此種可進一步引導信號電壓的 接觸元件LE在以下偽以參考符號LES表示。 經由此種基本上為U形之接觸元件L E S ,則信號電壓 可育接位於外部測量接觸條E M L上，因此在空間上已經 位於串聯擴充模組ΕΜ之範圍中。信號電壓進一步由基本 模組ΒΜ之外部測量接觸條EML引導至擴充模組ΕΜ之内部 測量接觸條I M L傜經由電路板L Ρ之導電軌或另一適當之 連接元件而完成。在此實施例中，有一電路板LP配置在 擴充模組上部組件Ε Μ 0中。在將感測器L Ρ設定於擴充模組 下部組件EMU時，在擴充模組上部組件ΕΜΟ中之電路板LP 之接觸元件以及U形接觸元件LES之間會産生一種導電 性連接。在此實施例中，有一匯流排-AS 1C存在於電路 板LP中。藉此匯流排- ASIC可保證各擴充模組EM可整個 在匯流排上所發生之資料通信中。此外，匯流排-AS 1C 亦可接收經由匯流排傳送之信號電壓的修正值。進入匯 流排- ASIC之信號電壓當然會以先前所述之方式經由對 _之接觸元件LES而進一步傳導至其它可能之擴充模組EM 。若不使用匯流排-A S I C則進一步傳導信號電壓之接觸 元件經由電路板LP的一種1: 1-連接亦是可能的。 - 9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------裝------訂------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 494717 A7 __B7 _ 五、發明説明（8 ) 負載電壓之進一步傳導特別可由第5圖得知。至少有 一電源電壓偽經由第5圖中未顯示之終端插頭AS1而傳 導牵固邊設備PG之基本模組BM。在基本模組BM内部藉導 霄件之律接元件VE可將電源電壓由終端插頭AS1未顯示 之接觸元件進一步傳導至基本模組BM之内部測量接觸條 I M L的接觸元件L E中。此一接觸元件L E (其專門用於電源 電壓之進一步傳導）在以下係以參考符號LEP表示。 相對於信號電壓而言，電源電壓由外部測量接觸條E M L 進一步傳導至内部測量接觸條I M L ,其間是經由適當之 配置在模組下部組件BMU, EMU的導電性連接元件VE，而 不經由模組上部組件BMO , EMO中所配置之電路。這樣所 具有之優點是：當實際上需要負載電壓時，在每一情況 中此負載電壓不必經由配置在模組上部組件BMO, EMO中 之電路來傳導，而是只施加於該處。 因此，有利之方式是：在配置於模組上部組件BMO , EMO 中之電路上只有電源電壓之選擇值可以測得，使得在電 路區域中只能使用此種在實際上亦需要之電源電壓。 這特別在模組上部組件BMO, EMO之區域中的散熱是有 利的，但對電磁輻射所可能産生之干擾而言這亦是有利 的。若在一配置於模組上部組件BMO , EMO中之電路中需 要一已確定之電源電壓時，則需形成相對應之接觸元件 ,使電源電壓可直接在電路板L P上測得。以此種方式， 則實際上只有此一電源電壓會傳導至在該處實際上亦需 要之電路中。所有其它電源電壓在上述形式1: 1之情況 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ---------—裝------訂------"線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 494717 A7 B7 五、發明説明（9 ) 中藉各自之連接元件V E而經由相關模組Β Μ， E Μ來形成連 貫之回路（1 ο ο Ρ )。 藉擴充模組Ε Μ之串聯，由此可産生一種自動形成之匯 流排，其中此匯流排可含有信號電壓及電源電壓。經由 電源電壓之測量及信號電壓之評估，則藉配置在模組上 部組件ΒΜΟ， ΕΚΟ中之電路可控制及/或監視技術性程序 。由於各自之電路是配置在模組上部組件ΒΜΟ, ΕΜΟ中， 各電路在等待情況中可容易地調換。在模組上部組件ΒΜΟ ,ΕΜΟ中之電路在電性上可經由適當之插頭連接件（特別 是計時器接觸件）而與各自之模組下部組件EMU，BMU或 與Ε Μ ϋ , Β Μ ϋ中之接觸元件L E相連接。U形接觸元件L E之 腳可依所需情況而具有分支，例如需多次測量各自之電 壓時需要分支。 所有之顯示元件和終端元件是配置在前側面上，亦即 在模組上部側面ΒΜΟ, ΕΜΟ上，使這些元件可容易地接近 以便連接技術性程序之感測器或作用器。 周邊設備PG之安裝位置是任意的，因此可依據需要對 準***件或依據所需之使用方式來對準。藉著傳導信號 電壓或電源電壓之連接件在各自之模組外殼内仍保持完 整時，則對不期望之向外或向内的電磁輻射可逹成明顯 的保護作用。在非金屬性或只有一部份是金屬性模組外 殼之情況中，若模組外殼之保護作用不足，則一屏蔽件 可另外設置在模組外殼之内側面或外側面上。 在一特殊之末顯示之實施形式中，如上所述，模組下 部組件B M U , Ε M U及/或模組上部組件Β Μ Ο , Ε Μ 0亦可具有 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ---------, *裝------訂------Μ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 494717 A7 B7 五、發明説明（、。） 待殊之形式相關元件以取代串聯之外型，藉此種元件亦 可使模組Β Μ， E Μ逹成一種與形式相關之串聯。此種形式 相關元件例如可為一種抓握在相鄰模組Β Μ， Ε Μ之對應凹 口中之樞軸（Pivot)。若此樞軸本身具有凹口，則可將 銷釘形或楔形固定元件旋入於樞軸之凹口中而使串聯狀 態中之模組Β Μ , Ε Μ鎖定於相鄰模組Β Μ , Ε Μ上，在此一特 殊之未顯示的實施形式中，銷釘形或楔形固定元件被導 入模組上部組件ΒΜΟ, ΕΜ0中相對應之凹口中，其中此固 定元件至少抵達串聯相鄰模組ΒΜ, ΕΜ之樞軸的凹口中， 因此其可依據形式而被鎖定。 參考符號表 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 P G 周 邊 設 備 MB 基 本 模 組 BM0 基 本 模 組 上 部 組 件 BMU 基 本 模 組 下 部 組 件 EM 擴 充 模 組 EMO 擴 充 模 組 上 部 組 件 EMU 擴 充 模 組 下 部 組 件 ES 末 端 件 AS 1 , AS 2 , AS 3 終端插頭 SP 插 頭 板 LE 接 觸 元 件 EM L 外 部 測 量 接 觸 條 I M L 内 部 測 量 接 觸 條 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 494717 A7 B7 五、發明説明（ LP 電路板 V E 在基本模組，擴充模組内部之導電性連接元件 1 形式連接口 2 固定模組下部組件於覆蓋面之鑽孔 3，3 ’ 互相固定模組下部組件之鑽孔 4，4 ’ 固定模組上部組件於模組下部組件之纘孔 N 密封条統之導槽 請 先 閱 讀 背 面 i 事-項▲ 填τ I裝 頁 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 494717 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 1 . 一種可擴充之模組式周邊設備（P G ),偽用於控制及/ 或監視技術性程序，此周邊設備（P G )由基本模組（B Μ) 構成，至少有一電源電壓可傳導至基本模組（Β Μ )，至 少一擴充模組（Ε Μ )可串聯於基本模組（Β Μ ),不但基本 槔纟Η ( Β Μ )而目.至少有一串聯之擴充模組（Ε Μ )可和作用 器及/或感測器相連接以便控制及/或監視技術性程 序，其特擻為： -基本模組（Β Μ )由基本模組下部組件（B M U )和基本模 組上部組件（Β Μ 0 )構成，擴充模組（Ε Μ )由擴充模組 下部組件（E M U )和擴充模組上部組件（Β Μ 0 )構成， -基本模組下部組件（B M U )和擴充模組下部組件（E M U ) 具有可串聯之外型，使基本模組下部組件（Β Μ ϋ )和 擴充模組下部紐件（E M U ),或擴充模組下部組件（E M U ) 和另一擴充模組下部組件（Ε Μ ΙΠ可依據形式而互相串 聯。 2 .如串請專利範圍第1項之模組式周邊設備，其中此種 可串聯之結構是可自動支撑的。 3 .如申請專利範圍第1或第2項之模組式周邊設備，其 中 -毎一模紐上部組件（Β Μ Ο , E Μ 0 )以至少一個固定元件 R固定在對應之模紐下部組件（Β M U , E M U )上， -此Κ定示件之橾作不會受另一模組上部組件（Β Μ 0， [i Μ 0 )或另一模組下部組件（Β M U， E M U)所阻擋。 4 .如中請專利範圍第1或第2項之模組式周邊設備，其 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 、1Τ -14- 494717 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 ，件 MU元 (Β之 件 壓 組電 部源 下電 組或 模 \ 中及 壓 電 號 信 導 傳 步 一 進 有 具 組或 模 \ 中及 其 壓 ， 電 備號 設信 邊導 周傳 式步 組一 模進 之有 項具 3 U 第ΕΜ 圍 ， 範 Μ 利(Β 專件 請組 申部 如下 其 備 設 邊 周 式 組 模 之 項 2 第 0 或 \/ Ε ^~* (L第 件圍 元範 之利 壓專 電請 源申 電如 件 組 部 下 組 模 中 術 技 視 監 或 \ 及 制 控 可 有 具 組程 模性 中術 其技 ， 視 備監 設或 邊 \ 周 及， 式制 組控 模可 之有 項具 \v/ 3 ο 第^ 〇 圍 ， 路範M0 電利(B 之專件 序請組 程申部 性如下 置 配 中 其 備 設 邊 周 式 組 模 之 項 6 第 圍 範 o vfir 路專 電請 之申 序如 8 接組 之模 當各 適在 由置 經配 可與 路而 之ί 0 中 )4接 Μ0器 Ε 時 ο 計 ΒΜ由 ^(經 件Μ是 矣 dnu 7) SS Ϊ 組件 模元 在觸 件 組 部 下 件 元 之 中 些 這 接 連 相 性 電 模 。在 壓 中 電其 源 ， 電 備 或設 / 邊 及周 壓式 t?e.Rn 霄 Μ 號模 信之 導項 傳 4 步第 一 圍 進範 可利 Ε 專 (L請 件申 元如 組 -及 壓 電 號 信 導 傳 步 1 進 在 時 orH 1 串 相 互 (請先閱讀背面I注意事項再填寫本頁) .裝· 、1T 經濟部中央標準局員工消f合作社印製 程 性 術 技 。 視件 監觸 或接 \ 性 及電 制之 控起 及 一 以在 E)聚 L ._-( 可 件有 元設 之間 壓之 電路 源電 電之 或序 串 如 模 在 中 其 備 設 邊 周 式 組 模 之 項 6 第 圍 範 利 專 / 程 及性 壓術 電技 。 號視件 信監觸 導或接 傳 \ 性 步 及蜇 一 制之 進控起 在 及 . ，以在 時E)聚 聯 U 可 串件有 相元設 互之間 H)壓之 E 電路 !M源電 (B電之 組或序 494717 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 1 .如申請專利範圍第1或2項之周邊設備（P G )模組， 其中此模組是由模組上部組件（Β Μ Ο , E Μ 0 )及模組下部 組件（Β Μ ϋ， E M U )所構成，且至少模組下部組件（B M U， E M U )中之一具有可串聯之外型。 1 2 .如申請專利範圍第1 1項之模組，其中至少模組下部組 件（Β M U， Ε Μ ϋ )具有一個密封糸統，此一密封糸統待別 是以彈簧一導槽-組合之方式構成。 (請先閱讀背面之"注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

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