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1、第二章第二章 基本電氣控制線路基本電氣控制線路2-1電氣控制線路的繪圖原則、圖形及文字符號(hào)電氣控制線路的繪圖原則、圖形及文字符號(hào)n一、電氣控制線路的定義 電氣控制線路是用導(dǎo)線將電機(jī)、電器及儀表等電氣控制線路是用導(dǎo)線將電機(jī)、電器及儀表等聯(lián)接起來,實(shí)現(xiàn)某種控制要求的電氣線路。聯(lián)接起來,實(shí)現(xiàn)某種控制要求的電氣線路。 電氣控制線路能實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)等運(yùn)行方式的控制以及必要的保護(hù),以滿足生產(chǎn)工藝的要求,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。n二、電氣控制線路的分類 主電路:主電路:電氣控制系統(tǒng)中強(qiáng)電流通過的部分,如從電源到電動(dòng)機(jī)定子繞組的電路。 控制電路:控制電路:是通過弱電流的電路,如由按鈕、電

2、器元件的線圈、繼電器的觸頭、接觸器的輔助觸頭等組成信號(hào)電路、保護(hù)電路和聯(lián)鎖電路等。2-1電氣控制線路的繪圖原則、圖形及文字符號(hào)電氣控制線路的繪圖原則、圖形及文字符號(hào)2-1電氣控制線路的繪圖原則、圖形及文字符號(hào)電氣控制線路的繪圖原則、圖形及文字符號(hào)n三、電氣控制線路的表示方式三、電氣控制線路的表示方式電氣原理圖電氣原理圖 根據(jù)電氣控制線路的工作原理而繪制。電氣原理圖中所有元件的排列位置是根據(jù)它們動(dòng)作次序并方便閱讀,而不考慮其實(shí)際位置。電氣安裝接線圖電氣安裝接線圖 按照電氣控制線路中電器元件的實(shí)際位置和實(shí)際連線用規(guī)定符號(hào)繪制,電氣安裝接線圖中同一電器元件的各部分是畫在一起的。 2-1電氣控制線路的

3、繪圖原則、圖形及文字符號(hào)電氣控制線路的繪圖原則、圖形及文字符號(hào)n四、電氣控制線路的繪圖原則四、電氣控制線路的繪圖原則 常態(tài)作圖、主控分開、平面繪圖常態(tài)作圖、主控分開、平面繪圖 1、常態(tài)作圖、常態(tài)作圖 電氣控制線路中所有電器元件均采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB4728-84、GB7159-87)規(guī)定的統(tǒng)一符號(hào)表示。全部電氣觸頭以線圈失電時(shí)的狀態(tài)繪出,所有開關(guān)、按鈕等以不動(dòng)作時(shí)的狀態(tài)繪出。2-1電氣控制線路的繪圖原則、圖形及文字符號(hào)電氣控制線路的繪圖原則、圖形及文字符號(hào) 2、主控分開、主控分開 位置: 主電路: 左左 控制電路: 右右 主電路繪制要求:主電路繪制要求: 電源線畫成水平線,受電的動(dòng)力裝置及保護(hù)電

4、路等應(yīng)垂直于電源線畫出。 控制電路的繪制要求:控制電路的繪制要求:u水平布置:電源線垂直畫,其他支路水平畫,控制電路中的耗能元件(如接觸器的線圈)畫在電路的最右端。u垂直布置:電源線水平畫,其他支路垂直畫,控制電路的耗能元件畫在電路的最下端。2-1電氣控制線路的繪圖原則、圖形及文字符號(hào)電氣控制線路的繪圖原則、圖形及文字符號(hào) 3 3、平面繪圖、平面繪圖 電路用平行線(水平線、垂直線)畫出,盡量減少交叉(兩線交叉連接時(shí)的電氣連接點(diǎn)須用黑點(diǎn)標(biāo)出),接觸器等的勵(lì)磁線圈盡可能按動(dòng)作順序排列。2-1電氣控制線路的繪圖原則、圖形及文字符號(hào)電氣控制線路的繪圖原則、圖形及文字符號(hào) 畫圖時(shí)應(yīng)注意:畫圖時(shí)應(yīng)注意:n

5、1、屬于同一電器的各元件往往不畫在一起,但必須用同一文字符號(hào)和同一數(shù)字表示。n2、為了方便閱讀,必要時(shí)應(yīng)對(duì)圖面加以標(biāo)注。 將原理圖劃分成若干圖區(qū)(對(duì)電路或支路用數(shù)字編號(hào)表明其位置),并標(biāo)明各區(qū)電路的功能。繼電器和接觸器線圈下方用觸頭表來說明線圈和觸頭的從屬關(guān)系。2-1電氣控制線路的繪圖原則、圖形及文字符號(hào)電氣控制線路的繪圖原則、圖形及文字符號(hào)n五、電氣控制線路電器元件的圖形及文字符號(hào)五、電氣控制線路電器元件的圖形及文字符號(hào)SBFRFR熱繼電器熱繼電器SB按鈕按鈕接觸器接觸器KMKMKMKM 中間繼電器中間繼電器KAKAKA刀開刀開關(guān)關(guān)FU熔斷器熔斷器QS 通電延時(shí)通電延時(shí) 斷電延時(shí)斷電延時(shí)行程

6、開關(guān)行程開關(guān)速度繼電器速度繼電器 nnKSKTSQ時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器舉例舉例:電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路電氣原理圖電氣原理圖1.1.電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)與停車控制電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)與停車控制自鎖觸點(diǎn)自鎖觸點(diǎn)熱繼電器熱繼電器熱元件熱元件熱繼電器熱繼電器常閉觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)KML1L3L2FU1KMQSSB2FU2KMM3FRFRSB12-2 電動(dòng)機(jī)的基本控制環(huán)節(jié)電動(dòng)機(jī)的基本控制環(huán)節(jié)線路保護(hù)環(huán)節(jié):線路保護(hù)環(huán)節(jié):n短路保護(hù)短路時(shí)通過熔斷器FU1或FU2的熔體熔斷切斷電路,使電動(dòng)機(jī)立即停止工作;n過載保護(hù)通過熱繼電器FR實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)長(zhǎng)期過載時(shí)FR動(dòng)作,其常閉觸點(diǎn)將控制電路切斷,KM吸引線圈失電,切斷電動(dòng)機(jī)主電路使電動(dòng)機(jī)停

7、轉(zhuǎn);線路保護(hù)環(huán)節(jié):線路保護(hù)環(huán)節(jié):n欠壓和失壓保護(hù)通過接觸器KM的自鎖觸點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電源電壓消失(如停電)或電源電壓嚴(yán)重下降,使接觸器KM由于鐵心吸力消失或減小而釋放,這時(shí)電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)并失去自鎖。而電源電壓又重新恢復(fù)時(shí),要求電動(dòng)機(jī)及其拖動(dòng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不能自行起動(dòng),以確保操作人員和設(shè)備的安全。由于電網(wǎng)停電后自鎖觸點(diǎn)KM的自鎖已消除,所以不重新按起動(dòng)按鈕電動(dòng)機(jī)就不能起動(dòng)。KM2FU1KM1M3FRQSL1L3L2主電路主電路控制電路控制電路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2正轉(zhuǎn)按鈕正轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)按鈕反轉(zhuǎn)按鈕2、電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2

8、KM2SB2SB1SB2KM2KM1FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM12、電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制 聯(lián)鎖規(guī)律聯(lián)鎖規(guī)律(一一): 要求甲接觸器動(dòng)作時(shí),乙接觸器不能動(dòng)作,則需將甲接觸器的常閉觸點(diǎn)串入串入乙接觸器的線圈電路中;反之,要求乙接觸器動(dòng)作時(shí),甲接觸器不能動(dòng)作,則需將乙接觸器的常閉觸點(diǎn)串入串入甲接觸器的線圈電路中。 FU1KM1M13FR1QL1L3L2KM2M23FR2主電路主電路控制電路控制電路KM2FU2FR1SB3FR2KM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1 3、電動(dòng)機(jī)的順序控制、電動(dòng)機(jī)的順序控制聯(lián)鎖規(guī)律聯(lián)鎖規(guī)律(二二): 要求甲接觸器

9、動(dòng)作后乙接觸器才能動(dòng)作,則需將甲接觸器的常開觸點(diǎn)串入串入乙接觸器的線圈電路中。 3、電動(dòng)機(jī)的順序控制、電動(dòng)機(jī)的順序控制電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)順序啟動(dòng)順序啟動(dòng)、逆序停止逆序停止控制控制FU1KM1M3FR1QL1L3L2KM2M3FR2KM2FU2FR1SB3FR2KM1SB1SB4SB2KM1KM2KM1KM2主電路主電路控制電路控制電路4 4、電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)與長(zhǎng)動(dòng)控制、電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)與長(zhǎng)動(dòng)控制5、多點(diǎn)控制、多點(diǎn)控制1、行程控制、行程控制n用途:用途: 控制生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的行程。n控制元件:控制元件:行程開關(guān)檢測(cè)位移信號(hào),將機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置。n行程控制是借助于行程開關(guān)來實(shí)現(xiàn)的,這種控制是將行程開關(guān)安

10、裝在適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn),當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的撞塊壓合行程開關(guān)時(shí),行程開關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作(常開觸頭閉合、常閉觸頭斷開),從而實(shí)現(xiàn)電路的切換,以達(dá)到行程控制的目的。n典型線路分析:典型線路分析:小車往返運(yùn)動(dòng)控制。2-3 電動(dòng)機(jī)的基本控制方法電動(dòng)機(jī)的基本控制方法小車往返運(yùn)動(dòng)控制線路小車往返運(yùn)動(dòng)控制線路FU1KM1FU2SB1FRSB2KM1KM2KM2KM1KM1SQASQASQOSQO KM2小車往返運(yùn)動(dòng)控制線路小車往返運(yùn)動(dòng)控制線路小車往返運(yùn)動(dòng)控制線路小車往返運(yùn)動(dòng)控制線路FU1SB3KM1FU2SB1FRKASB2KM1KM2KM2KM1KAKAKM1SQASQOSQO小車往返運(yùn)動(dòng)控制線路小車往返運(yùn)動(dòng)控

11、制線路2、時(shí)間控制、時(shí)間控制n用途:用途: 交流異步電動(dòng)機(jī)的起制動(dòng)控制。n控制元件:控制元件:時(shí)間繼電器n典型線路分析:典型線路分析:1)三相異步電動(dòng)機(jī)自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電路2)三相異步電動(dòng)機(jī)星三角降壓起動(dòng)控制線路n三相異步電動(dòng)機(jī)自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電路三相異步電動(dòng)機(jī)自耦變壓器降壓起動(dòng)控制電路自耦變壓器降壓起動(dòng)的特點(diǎn):自耦變壓器降壓起動(dòng)的特點(diǎn):n自耦變壓器具有多個(gè)抽頭,可獲得不同的變比。n采用自耦變壓器降壓起動(dòng)比采用串電阻降壓起動(dòng)效果好,在起動(dòng)轉(zhuǎn)矩相同的情況下,自耦變壓器降壓起動(dòng)從電網(wǎng)吸取電流小。n自耦變壓器價(jià)格較貴,而且其線圈是按短時(shí)通電設(shè)計(jì)的,因此只允許連續(xù)起動(dòng)兩次。 n三相異步電動(dòng)

12、機(jī)星三相異步電動(dòng)機(jī)星三角降壓起動(dòng)控制線路三角降壓起動(dòng)控制線路星形三角形降壓起動(dòng)的特點(diǎn)星形三角形降壓起動(dòng)的特點(diǎn) n凡是正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的三相異步電動(dòng)機(jī),都可采用星形三角形降壓起動(dòng)。 n起動(dòng)時(shí),定子繞組先接成星形,起動(dòng)電壓為三角形直接起動(dòng)電壓的13n起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為三角形直接起動(dòng)的1/3,適用于空載或輕載起動(dòng)。1/33、電流控制n用途:用途: 1)直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制和交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串電阻起動(dòng)。 2)電動(dòng)機(jī)和其它負(fù)載的過電流保護(hù)和直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁保護(hù)。n控制元件:控制元件:電流繼電器n典型線路分析:典型線路分析: 1)直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組串電阻三級(jí)起動(dòng)控制線路 2)繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)

13、子繞組串電阻起動(dòng)控制線路直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組串電阻三級(jí)起動(dòng)主電路直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組串電阻三級(jí)起動(dòng)主電路直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組串電阻三級(jí)起動(dòng)控制線路直流電動(dòng)機(jī)電樞繞組串電阻三級(jí)起動(dòng)控制線路電流原則控制電流原則控制主電路主電路KMKM1 KM2 KM3KA控制電路控制電路三個(gè)欠電流繼電器三個(gè)欠電流繼電器的線圈串接在轉(zhuǎn)子的線圈串接在轉(zhuǎn)子回路中,電流繼電回路中,電流繼電器的吸合電流一樣,器的吸合電流一樣,但釋放電流不同,但釋放電流不同,KI1KI1的釋放電流最的釋放電流最大,大,KI2KI2其次,其次,KI3KI3最小。最小。 L1QSL2L3FRKMMFU1KM3R3KM23R2KI3R1KI2KI1KM

14、1繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串電阻起動(dòng)控制線路繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串電阻起動(dòng)控制線路4、速度控制n用途:用途:電動(dòng)機(jī)的能耗制動(dòng)和反接制動(dòng)控制。n控制元件:控制元件:速度繼電器n典型線路分析:典型線路分析: 1)三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制電路 2)可逆運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制電路1.1.單向反接制動(dòng)的控制單向反接制動(dòng)的控制關(guān)鍵是電動(dòng)機(jī)電源相序的改變,且當(dāng)轉(zhuǎn)速下降接近于零時(shí),能自動(dòng)將電源切除。 三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制電路三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制電路 2.可逆運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制電路可逆運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制電路雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)控制電路雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)能耗制動(dòng)控

15、制電路通電延時(shí)帶直流能耗制動(dòng)的星三角降壓?jiǎn)⑼娧訒r(shí)帶直流能耗制動(dòng)的星三角降壓?jiǎn)?dòng)控制電路動(dòng)控制電路三相異步電動(dòng)機(jī)延時(shí)起動(dòng)、延時(shí)停止控制電路三相異步電動(dòng)機(jī)延時(shí)起動(dòng)、延時(shí)停止控制電路兩臺(tái)電機(jī)順序延時(shí)啟動(dòng)延時(shí)停止控制電路兩臺(tái)電機(jī)順序延時(shí)啟動(dòng)延時(shí)停止控制電路第三章第三章 電氣控制線路設(shè)計(jì)電氣控制線路設(shè)計(jì) 3-1電氣控制線路的組成n1)輸入機(jī)構(gòu):輸入機(jī)構(gòu):由主令元件和檢測(cè)元件組成。 n主令元件:主令元件:主要用來實(shí)現(xiàn)開機(jī)和仃機(jī),如SB1、SB2等。n檢測(cè)元件:檢測(cè)元件:主要用來檢測(cè)一些物理量的變化,以發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào),如行程開關(guān)、繼電器等。3-1電氣控制線路的組成電氣控制線路的組成n2)中間記憶機(jī)構(gòu):

16、中間記憶機(jī)構(gòu):由中間繼電器組成。n中間繼電器:中間繼電器:主要用來擴(kuò)展觸頭(數(shù)量、容量)、記憶輸入信號(hào)的變化,以滿足區(qū)分不同工步的要求。n3)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 由執(zhí)行元件組成。n 執(zhí)行元件:執(zhí)行元件:主要用來直接控制生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行工作,以滿足工藝要求。3-13-1電氣控制線路的組成電氣控制線路的組成n4) 觸頭組合網(wǎng)絡(luò):觸頭組合網(wǎng)絡(luò): 由主令元件、檢測(cè)元件、中間記憶元件等的觸頭組成。n觸頭組合網(wǎng)絡(luò)用來實(shí)現(xiàn)各執(zhí)行元件按控制要求而動(dòng)作。3-13-1電氣控制線路的組成電氣控制線路的組成n在這四部分中,前三部分是基本環(huán)節(jié),而觸頭組合網(wǎng)絡(luò)則是電氣控制線路的核心,它實(shí)際上是一個(gè)由主令元件、檢測(cè)元件

17、、中間記憶元件等的觸頭組成的電網(wǎng)絡(luò)??刂埔蟛煌?,對(duì)應(yīng)電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)也不同,因此,我們?cè)O(shè)計(jì)電氣控制線路的最主要的任務(wù)就是設(shè)計(jì)一個(gè)滿足控制要求的電網(wǎng)絡(luò)。第三章第三章 電氣控制線路設(shè)計(jì)電氣控制線路設(shè)計(jì)n3-2電氣控制線路的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法n 電氣控制線路的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法是根據(jù)設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì),基礎(chǔ)為第二章介紹的基本環(huán)節(jié)。n設(shè)計(jì)舉例:1) 設(shè)計(jì)兩臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)的控制線路,要求M1、M2既能同時(shí)起動(dòng)和停車,也可以獨(dú)立起動(dòng)與停車。3-2電氣控制線路的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法n設(shè)計(jì)舉例:2)設(shè)計(jì)一控制電路,要求第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)10s后,第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)自行起動(dòng),運(yùn)行5s后第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)停車同時(shí)使第三臺(tái)電動(dòng)機(jī)自行起動(dòng),再運(yùn)行15s后,

18、電動(dòng)機(jī)全部停車。3-2電氣控制線路的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法n設(shè)計(jì)舉例:3) 機(jī)床油泵與主軸分別由兩臺(tái)電機(jī)拖動(dòng),設(shè)計(jì)其主電路和控制電路,要求如下: (1)主軸必須在油泵起動(dòng)后才能起動(dòng); (2)主軸為正向運(yùn)轉(zhuǎn),為調(diào)試方便要求能正反向點(diǎn)動(dòng); (3)主軸停車后,油泵才能停。3-2電氣控制線路的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法n設(shè)計(jì)舉例:4) 設(shè)計(jì)一小車往返運(yùn)動(dòng)控制線路,小車由異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng),其動(dòng)作程序如下:(1) 小車由原位開始前進(jìn),到終點(diǎn)自動(dòng)停止。(2) 在終點(diǎn)停留2min后自動(dòng)返回原位停止(3) 要求能在前進(jìn)或后退途中任意位置都能停止或起動(dòng)。n設(shè)計(jì)舉例:n5)畫出具有可逆運(yùn)行功能的三相繞線式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組串電阻三級(jí)起動(dòng)控制線路。

19、n6)設(shè)計(jì)某機(jī)床主軸電動(dòng)機(jī)的主電路和控制電路,要求如下:n(1)可正反轉(zhuǎn)。n(2)可反接制動(dòng)。n(3)可兩地起動(dòng)與停車3-2電氣控制線路的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法電氣控制線路的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法3-3 電氣控制線路的分析設(shè)計(jì)法 電氣控制線路的分析設(shè)計(jì)法就是用邏輯代數(shù)電氣控制線路的分析設(shè)計(jì)法就是用邏輯代數(shù)這個(gè)數(shù)學(xué)工具來設(shè)計(jì)電氣控制線路。這個(gè)數(shù)學(xué)工具來設(shè)計(jì)電氣控制線路。 根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械對(duì)電氣控制的要求,先設(shè)計(jì)各根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械對(duì)電氣控制的要求,先設(shè)計(jì)各個(gè)獨(dú)立環(huán)節(jié)(元件)的控制電路,然后根據(jù)生產(chǎn)個(gè)獨(dú)立環(huán)節(jié)(元件)的控制電路,然后根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求,決定各獨(dú)立環(huán)節(jié)(元件)控制機(jī)械的工藝要求,決定各獨(dú)立環(huán)節(jié)(元件)控制電路之間的聯(lián)鎖關(guān)系,最后再考慮減少電器與觸電路之間的聯(lián)鎖關(guān)系,最后再考慮減少電器與觸頭的數(shù)目。頭的數(shù)目。 3-3 電氣控制線路的分析設(shè)計(jì)法 實(shí)際上,采用分析設(shè)計(jì)法對(duì)各獨(dú)立元件進(jìn)行設(shè)計(jì),就是采用邏輯代數(shù),將各獨(dú)立各獨(dú)立元件的狀態(tài)元件的狀態(tài)用元件的通電邏輯表達(dá)式通電邏輯表達(dá)式表示,然后根據(jù)表達(dá)式,按規(guī)定的要求畫出相應(yīng)的電路。3-3 電氣控制線路的分析設(shè)計(jì)法 一、設(shè)計(jì)步驟: 1)明確生產(chǎn)工藝及其對(duì)控制的要求-進(jìn)行線路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。在該步中,首先根據(jù)工藝要求畫出相應(yīng)的工藝流

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