(57)【要約】【課題】  旧式のネットワークとの接続を容易に行うことができるプラント制御装置を提供する。【解決手段】  新機種にかかる中央演算装置１と旧機種に係る入出力ユニット１９とが接続され、新機種に係る中央演算装置１内の新機種に係るＣＰＵカード２から旧機種に係る入出力ユニット１９内の旧機種に係るネットワークカード２２，２４を介して旧式ネットワーク２１、２３へデータを転送するに際して、新機種に係る中央演算装置１と旧機種に係る入出力ユニット１９とをバスアクセス変換部３５、３６を有するバスインターフェースカード４，２０を介して接続する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央演算装置と入出力ユニットとが接続され、上記中央演算装置内のＣＰＵカードから上記入出力ユニット内のネットワークカードを介してネットワークへデータが転送されるプラント制御装置において、上記中央演算装置と上記入出力ユニットとをアクセス変換可能なバスインターフェースカードを介して接続したことを特徴とするプラント制御装置。
【請求項２】
中央演算装置と入出力ユニットとが接続され、上記中央演算装置内のＣＰＵカードから上記入出力ユニット内のプロセス入出力カードへデータが転送されるプラント制御装置において、上記中央演算装置と上記入出力ユニットとをアクセス変換可能なバスインターフェースカードを介して接続したことを特徴とするプラント制御装置。
【請求項３】
上記バスインターフェースカードにバスアクセス変換部を設けるとともに、このバスアクセス変換部を論理回路で構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプラント制御装置。
【請求項４】
上記中央演算装置側の上記バスインターフェースカードに、上記ＣＰＵカード及びプロセッサによる読み込み及び書き込みが可能なインターフェース用メモリを設置したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプラント制御装置。
【請求項５】
上記中央演算装置側の上記バスインターフェースカードに、通常アクセスとシミュレーションアクセスの設定が可能なアクセス先変更用スイッチを設けたことを特徴とする請求項４記載のプラント制御装置。
【請求項６】
上記バスインターフェースカードに検出された異常信号を入力するための異常入力回路を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプラント制御装置。
【請求項７】
上記バスインターフェースカードに、異常の有無を表示するための異常表示手段を設けたことを特徴とする請求項６記載のプラント制御装置。
【請求項８】
上記入出力ユニットを複数設置したことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のプラント制御装置。
【請求項９】
上記中央演算装置を複数設置するとともに、上記入出力ユニット側の上記バスインターフェースカードにセレクタを設けたことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のプラント制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、上下水道プラントなどのプラントの制御を行うプラント制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の制御装置においては、制御を行う管理センターとネットワークとをネットワークアダプタにより接続し、このネットワークアダプタは夫々のネットワークとの接続部となるネットワークインタフェース部及び管理センターとの接続部となるネットワークインタフェース部を有している。
このようなネットワークアダプタを用いることにより、管理センターに直接接続することができない旧式の機器を接続するための旧式のネットワークと管理センターとの接続が可能となる（特許文献１参照）。
【０００３】
また、別のプラント制御装置においては、制御を行う中央演算装置(ＣＰＵ)と、ネットワークインタフェースカード並びにプロセス入出力カードを収納する入出力ユニットを接続することにより、様々な制御を行っているものもあった。
そしてこの場合、中央演算装置と入出力ユニットは同種類の機種から構成されており、ケーブルによって両者は容易に接続することができ、中央演算装置側のＣＰＵカードで実行されるアプリケーションによってそれぞれのネットワークへのアクセスが可能になるとともに、プロセス入出力の制御が可能となる。
【０００４】
【特許文献１】特開平２０００−３４６５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載された制御装置においては、管理センターを旧式のネットワークに接続するためには、各ネットワークに接続するためのネットワークインタフェース部と管理センターに接続するためのネットワークインタフェース部を有した専用のネットワークアダプタを用意しなければならず、装置が煩雑化するという問題点があった。
例えば、旧式のネットワークＡに接続するためには、ネットワークアダプタに旧式のネットワークＡ用のネットワークインタフェース部が必要となり、更に別の旧式のネットワークＢに接続するためには、ネットワークアダプタに旧式のネットワークＢ用のネットワークインタフェース部が必要となってしまう。
【０００６】
また、上記背景技術の後段で示されたプラント制御装置においては、以下に示すような問題点があった。即ち、既設プラントにおける制御装置の更新において、ユーザーの要求に対応した部分的な更新が求められる場合があるが、新しい制御装置によって古い制御装置を更新する場合に新しい制御装置を旧式のネットワークに接続しなければならない。一方、ネットワークカードの開発においては、今後の需要増が見込める新しいネットワークと接続することができるネットワークカードが優先して開発されることになる。旧機種によって支えられていた旧式のネットワークは陳腐化してしまい、今後の需要増が期待できないので、旧式のネットワーク専用のネットワークカードを逐一製作するのはコストがかかり、不経済であるという問題点があった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、旧式のネットワークとの接続を容易に行うことができる制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るプラント制御装置は、中央演算装置と入出力ユニットとが接続され、中央演算装置内のＣＰＵカードから入出力ユニット内のネットワークカードを介してネットワークへデータが転送されるものであって、中央演算装置と入出力ユニットとをアクセス変換可能なバスインターフェースカードを介して接続したものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係るプラント制御装置によれば、中央演算装置と入出力ユニットとが接続され、中央演算装置内のＣＰＵカードから入出力ユニット内のネットワークカードを介してネットワークへデータが転送されるものであって、中央演算装置と入出力ユニットとをアクセス変換可能なバスインターフェースカードを介して接続したので、旧式のネットワークとの接続を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下この発明の一実施形態を図に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１によるプラント制御装置を示す概略図、図２は同じくブロック構成図である。
図において、新機種に係る中央演算装置(ＣＰＵ)１内において、制御部となる新機種に係るＣＰＵカード２、電源３、新機種と旧機種とを接続するためのバスインターフェースカード４及び空きスロット５が収納されている。
【００１１】
また、新機種に係る入出力ユニット６内においては、新しいネットワーク７との接続を可能にするための新機種に係るネットワークカード８、新しいネットワーク９との接続を可能にするための新機種に係るネットワークカード１０、直流入力、交流入力、リレー接点入力などの機能を有する新機種に係るプロセス入出力カード１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６及び上記ネットワークカードやプロセス入出力カードを駆動させるための電源１７が収納されている。
【００１２】
そして、図２に示すように、ＣＰＵカード２、新機種と旧機種とを接続するためのバスインターフェースカード４、ネットワークカード８，１０及びプロセス入出力カード１０〜１６は新機種に係るシステムバス１８によって相互に接続されることでデータの転送が可能になっている。
【００１３】
旧機種に係る入出力ユニット１９内においては、新機種と旧機種とを接続するためのバスインターフェースカード２０、旧式のネットワーク２１との接続を可能にするための旧機種に係るネットワークカード２２、旧式のネットワーク２３との接続を可能にするための旧機種に係るネットワークカード２４、空きスロット２５、２６，２７，２８，２９、３０及び電源３１が収納されている。
【００１４】
また、図２に示すように、新機種と旧機種とを接続するためのバスインターフェースカード２０、ネットワークカード２２，２４及び空きスロット２５〜３０に挿入された旧機種に係るプロセス入出力カード３２は旧機種に係るシステムバス３３によって相互に接続されることによってデータの転送が可能になっている。
【００１５】
そして中央演算装置１と旧機種に係る入出力ユニット１９は新機種と旧機種を接続するためのバス３４によって接続されている。
図２に示すように、バスインターフェースカード４はバスアクセス変換部３５を有し、又バスインターフェースカード２０はバスアクセス変換部３６を有している。
【００１６】
新機種に係るＣＰＵカード２から旧機種に係るネットワークカード２２，２４へのアクセスは以下に述べるように実行される。
即ち、図２において、新機種に係るＣＰＵカード２からバスインターフェースカード４へのアクセスが実行されると、バスインターフェースカード４はバスアクセス変換部３５を用いることにより、新機種に係るシステムバス１８のアクセスを新機種と旧機種を接続するためのバス３４のアクセスに変換し、バスインターフェースカード４からバスインターフェースカード２０へのアクセスが生じる。更にこのアクセスはバスインターフェースカード２０のバスアクセス変換部３６により、旧機種に係るシステムバス３３のアクセスに変換され、旧機種に係るネットワークカード２２，２４へデータを転送することができるようになる。これにより新機種に係るＣＰＵカード２から旧式のネットワーク２１，２３へデータを転送することができる。
【００１７】
次に、バスアクセスを変換するための方法について説明する。
図３はバスアクセスの変換が論理回路３７、３８によって実行される場合を示しており、新機種に係るシステムバス１８のアクセスはバスインターフェースカード４の論理回路３７によって新機種と旧機種を接続するためのバス３４のアクセスに変換され、更にこの変更されたアクセスはバスインターフェースカード２０の論理回路３８によって旧機種に係るシステムバス３３のアクセスに変換される。これにより新機種に係るＣＰＵカード２から旧機種に係るネットワークカード２２、２４へのアクセスが実行される。
【００１８】
上記のように構成することにより、新機種において旧式のネットワークのためのネットワークカードを用いる必要がなく、新機種に係るＣＰＵカード２により実行されるアプリケーションによって旧式のネットワークへのアクセスが実行可能となる。
従って新しい制御装置によって古い制御装置が更新される場合、旧式のネットワークへの接続を維持した状態で、新しい制御装置によって部分的に旧式のネットワークにおけるソフトウェア等の更新を行うことができる。
【００１９】
実施の形態２．
上記実施の形態１においては、新機種に係るＣＰＵユニットと旧式のネットワークとを接続する手段について説明したが、図４に示すように、旧機種に係るプロセス入出力カードに接続することもできる。
図４はこの発明の実施の形態２によるプラント制御装置を示す概略図であり、図において、新機種に係る中央演算装置(ＣＰＵ)１内には、制御部となる新機種に係るＣＰＵカード２、電源３、新機種と旧機種とを接続するためのバスインターフェースカード４及び空きスロット５が収納されている。
【００２０】
また、新機種に係る入出力ユニット６内においては、新しいネットワーク７との接続を可能にするための新機種に係るネットワークカード８、新しいネットワーク９との接続を可能にするための新機種に係るネットワークカード１０、直流入力、交流入力、リレー接点入力などの機能を有する新機種に係るプロセス入出力カード１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６及び上記ネットワークカードやプロセス入出力カードを駆動させるための電源１７が収納されている。
【００２１】
旧機種に係る入出力ユニット１９内においては、新機種と旧機種とを接続するためのバスインターフェースカード２０、旧機種に係るプロセス入出力カード４１，４２，４３、４４，４５，４６，４７，４８及び電源３１が収納されており、プロセス入出力カード４１〜４８は直流入力、交流入力、リレー接点出力、トランジスタ出力、４〜２０ｍＡのアナログ入力、４〜２０ｍＡのアナログ出力等の機能を有している。
【００２２】
次に、動作について説明する。
新機種に係るＣＰＵカード２からバスインターフェースカード４へのアクセスが実行されると、バスインターフェースカード４はバスアクセス変換部３５を用いることにより、新機種に係るシステムバス１８のアクセスを新機種と旧機種を接続するためのバス３４のアクセスに変換し、バスインターフェースカード４からバスインターフェースカード２０へのアクセスが生じる。更にこのアクセスはバスインターフェースカード２０のバスアクセス変換部３６により、旧機種に係るシステムバス３３のアクセスに変換され、旧機種に係るプロセス入出力カード４１〜４８へデータを転送することができるようになる。
【００２３】
これにより新機種に係るＣＰＵカード２により実行されるアプリケーションによって旧機種のプロセス入出力カード４１〜４８へのアクセスが実行可能となる。
従って新しい制御装置によって古い制御装置が更新される場合、旧機種のプロセス入出力カード４１〜４８への接続を維持した状態で、新しい制御装置によって、部分的に旧機種に係るプロセス入出力カード４１〜４８におけるソフトウェア等の更新を行うことができる。
【００２４】
実施の形態３．
上記実施の形態１，２においては、旧機種に係る入出力ユニットが１台ある場合について説明したが、図５に示すように、複数の旧機種に係る入出力ユニットを接続することもできる。
図５はこの発明の実施の形態３によるプラント制御装置を示す概略図であり、図において、新機種に係る中央演算装置(ＣＰＵ)１と旧機種に係る入出力ユニット１９ａを、中央演算装置１に収納されているバスインターフェースカード４ａ及び旧機種に係る入出力ユニット１９ａに収納されているバスインターフェースカード２０ａを介して接続するとともに、新機種に係る中央演算装置１と旧機種に係る入出力ユニット１９ｂを、中央演算装置１に収納されているバスインターフェースカード４ｂ及び旧機種に係る入出力ユニット１９ｂに収納されているバスインターフェースカード２０ｂを介して接続するものである。
【００２５】
以上のように構成することにより、新機種のＣＰＵカード２において実行されたアプリケーションによって、旧機種に係る入出力ユニット１９ａ、１９ｂ内に収納されたネットワークカード２２ａ、２４ａ、２２ｂ、２４ｂ及びプロセス入出力カード４１ａ〜４６ａ、４１ｂ〜４６ｂへのアクセスが実行可能となり、複数の旧機種に係る入出力装置１９ａ、１９ｂに収納されたネットワークカード２２ａ、２４ａ、２２ｂ、２４ｂ及びプロセス入出力カード４１ａ〜４６ａ、４１ｂ〜４６ｂを利用して、ソフトウェア等の部分的な更新を行うことができるようになる。
なお、図５においては、旧機種に係る入出力ユニットが２台の場合について説明したが、３台以上設置してもよい。
【００２６】
実施の形態４．
上記実施の形態１においては、中央演算装置１を１台設置した場合について説明したが、中央演算装置１を複数設けることもできる。これにより一方の中央演算装置が故障して駆動できなくなった場合でも、他方の中央演算装置により継続して駆動することができるので、信頼性の高いシステムを構築することができる。
【００２７】
図６はこの発明の実施の形態４によるプラント制御装置を示す概略図、図７は同じくブロック構成図である。図において、旧機種に係る入出力ユニット１９のバスインターフェースカード２０内においては、どの中央演算装置からのアクセスが有効であるかを判断するセレクタ５１が設けられている。中央演算装置１ａはバスインターフェースカード４ａにより、入出力ユニット１９のバスインターフェースカード２０に接続されており、中央演算装置１ｂはバスインターフェースカード４ｂにより、入出力ユニット１９のバスインターフェースカード２０に接続されている。そして中央演算装置１ａが制御しているときに中央演算装置１ａに異常が発生すると、中央演算装置１ｂが中央演算装置１ａに代わって制御するようになっている。
【００２８】
新機種に係るＣＰＵカード２ａからバスインターフェースカード４ａへのアクセスが実行されると、バスインターフェースカード４ａはバスアクセス変換部３５ａを用いることにより、新機種に係るシステムバス１８ａのアクセスを新機種と旧機種を接続するためのバス３４のアクセスに変換し、バスインターフェースカード４ａからバスインターフェースカード２０へのアクセスが生じる。
【００２９】
中央演算装置１ｂにおいても同様に、新機種に係るＣＰＵカード２ｂからバスインターフェースカード４ｂへのアクセスが実行されると、バスインターフェースカード４ｂはバスアクセス変換部３５ｂを用いることにより、新機種に係るシステムバス１８ｂのアクセスを新機種と旧機種を接続するためのバス３４のアクセスに変換し、バスインターフェースカード４ｂからバスインターフェースカード２０へのアクセスが生じる。
【００３０】
入出力ユニット１９におけるバスインターフェースカード２０においては、中央演算装置１ａ、１ｂの両方からのアクセスを受けられるようになっている。
本実施形態においては、現に制御を行っている中央演算装置からのアクセスのみ入出力装置１９において受領されるので、入出力装置１９のバスインターフェースカード２０におけるセレクタ５１は、アクセス開始の信号を送った中央演算装置からのアクセスを有効であると判断し、そのアクセスを旧機種に係るシステムバス３３のアクセスに変換して、旧機種に係るネットワークカード２２，２４にアクセスできるようにする。
【００３１】
これにより一方の中央演算装置が故障して駆動できなくなった場合でも、他方の中央演算装置により継続して駆動することができるので、信頼性の高いシステムを構築することができる。
なお、図６，７においては、２台の中央演算装置を設置した場合について説明したが、３台以上の中央演算装置を設置してもよい。
【００３２】
実施の形態５．
上記実施の形態１においては、バスアクセスの変換を論理回路によって実行する場合を示したが、バスアクセス変換をインターフェース用のメモリを介して行うこともできる。
図８はこの発明の実施の形態５に係るプラント制御装置を示すブロック構成図であり、図において、バスインターフェースカード４は、インターフェース用メモリ６１、プロセッサ６２及びバスインターフェース回路６３を有している。そしてプロセッサ６２はインターフェース用メモリ６１への書き込み及びインフェース用メモリ６１からの読み込みを行うとともに、バスインターフェース回路６３に対してアクセスを行い、バスインターフェース回路６３は新機種と旧機種とを接続するためのバス３４へのアクセスを可能にする。
【００３３】
バスインターフェースカード４内のプロセッサ６２のみならず新機種に係るＣＰＵカード２もインターフェース用メモリ６１の読み込み及び書き込みを行うことができる。プロセッサ６２は新機種に係るＣＰＵカード２の指令によってインターフェース用メモリ６１において書き込まれたデータ読み出し、この読み出されたデータと同じ値のライトアクセスがバスインターフェース回路６３によって実行される。これにより新機種に係るＣＰＵカード２から旧機種に係るネットワークカード２２、２４及び旧機種に係るプロセス入出力カードへのアクセスが実行される。
【００３４】
以上のような構成は、新機種に係るシステムバス１８のアクセスを旧機種に係るシステムバス３３のアクセスに変換するための論理回路を設計することが困難な場合に有効であり、上記インターフェース用メモリ６１を用いることにより、新機種に係る中央演算装置１を旧式のネットワーク２１,２３に接続することが可能となる。
【００３５】
実施の形態６．
上記実施の形態５においては、インターフェース用メモリ６１を用いることにより、新機種に係るＣＰＵカード２から旧機種に係るネットワークカード２２、２４及び旧機種に係るプロセス入出力カードへのアクセスが実行される場合について説明したが、バスインターフェースカード４にアクセス先変更手段を設けることにより、インターフェース用メモリ６１をシミュレーションのためのメモリとして使用することもできる。
【００３６】
図９はこの発明の実施の形態６に係るプラント制御装置を示すブロック構成図であり、図において、バスインターフェースカード４は、インターフェース用メモリ６１、プロセッサ６２、バスインターフェース回路６３及びアクセス先変更用のスイッチ７１を有している。そしてプロセッサ６２はインターフェース用メモリ６１に対する書き込み及び読み込みを行うとともに、バスインターフェース回路６３に対してアクセスを行い、バスインターフェース回路６３は新機種と旧機種とを接続するためのバス３４へのアクセスを可能にする。
【００３７】
そしてアクセス先変更用のスイッチ７１においては、通常アクセスとシミュレーション用アクセスの２種類の設定が可能であり、設定が通常アクセスの場合は、上記実施の形態５で示された動作が実行される。
設定がシミュレーション用アクセスである場合には、新機種に係るＣＰＵカード２のみがインターフェース用メモリ６１に対してアクセスを行い、プロセッサ６２はインターフェース用メモリ６１に対してアクセスを行わない。即ち新機種に係るＣＰＵカード２のみがインターフェース用メモリ６１に対してデータの書き込み及び読み込みを行うので、入出力ユニットとの交信は一切行わず、インターフェース用メモリ６１を中央演算装置１の動作を確認するためのシミュレーションに使用することができる。
【００３８】
実施の形態７．
新機種にかかる中央演算装置及び入出力ユニットを接続する際に、旧機種に係る中央演算装置及び入出力ユニットにおいて検出されていた異常信号を入力する手段を設けることもでき、これにより旧機種を接続する際、異常検出信号も併せて引き継ぐことができる。
【００３９】
図１０はこの発明の実施の形態７に係るプラント制御装置を示すブロック構成図であり、図において、バスインターフェースカード４は、インターフェース用メモリ６１、プロセッサ６２、バスインターフェース回路６３、アクセス先変更用のスイッチ７１及びシステムで検出された異常信号を入力するための異常入力回路８１を有している。ここでシステムにおいて検出される異常とは、外部電源異常、ファン異常などである。
【００４０】
そしてプロセッサ６２はインターフェース用メモリ６１への書き込み及び読み込みを行うとともに、バスインターフェース回路６３に対してアクセスを行い、バスインターフェース回路６３は新機種と旧機種とを接続するためのバス３４へのアクセスを可能にする。
【００４１】
旧機種にかかる中央演算装置及び入出力ユニットにおいて検出されていた異常信号は、新機種システムにおいてもそのまま維持されるとは限らない。そこで新機種と旧機種とを接続するためのバスインターフェースカード４に、検出された異常信号を入力するための異常入力回路８１を設けることにより、新しいシステムを構築した場合でも、旧機種にかかる中央演算装置及び入出力ユニットにおいて検出されていた異常信号をそのまま維持することができ、これら異常信号を新システムにおいても活用することができ、システム全体の信頼性を確保することができる。
【００４２】
更には図１１に示すように、バスインターフェースカード４に異常の有無を表示するための異常表示手段８２を設けることもできる。これにより異常の発生状況を簡単に把握することができる。
なお、上記構成においては、中央演算装置側のバスインターフェースカード４に異常入力回路８１並びに異常表示手段８２を設けた場合について説明したが、入出力ユニット側のバスインターフェースカードに異常入力回路並びに異常表示手段を設置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の実施の形態１によるプラント制御装置を示す概略図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるプラント制御装置を示すブロック構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるプラント制御装置を示すブロック構成図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるプラント制御装置を示す概略図である。
【図５】この発明の実施の形態３によるプラント制御装置を示す概略図である。
【図６】この発明の実施の形態４によるプラント制御装置を示す概略図である。
【図７】この発明の実施の形態４によるプラント制御装置を示すブロック構成図である。
【図８】この発明の実施の形態５によるプラント制御装置を示すブロック構成図である。
【図９】この発明の実施の形態６によるプラント制御装置を示すブロック構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態７によるプラント制御装置を示すブロック構成図である。
【図１１】この発明の実施の形態７によるプラント制御装置を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  中央演算装置、２  ＣＰＵカード、４，２０  バスインターフェースカード、
１９  入出力ユニット、２１，２３  ネットワーク、２２，２４  ネットワークカード、
３５，３６  バスアクセス変換部、３７，３８  論理回路、
４１〜４３  プロセス入出力カード、６１  インターフェース用メモリ、
６２  プロセッサ、７１  アクセス先変更用スイッチ、８１  異常入力回路、
８２  異常表示手段。
【図１】
2006195626.tif 000003
【図２】
2006195626.tif 000004
【図３】
2006195626.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006195626.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006195626.tif 000011
【図１０】
2006195626.tif 000012
【図１１】
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