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电力仪表485通讯使用说明书电度表电力计量仪表

nanyue 2024-12-20 17:46:07 技术文章 4 ℃


1.硬件连接

仪表提供异步半双工RS485通讯接口,与上位机或后台监控系统连接。各种数据信息均可在通讯线路上传输,一条线路上可以同时连接多达32个仪表,(实际使用时因现场的环境和使用设备差异,建议一条总线上连接不要超过24只).每个仪表均可设置其通讯地址(Sn),通讯速率(baud).线路连接应使用带有屏蔽网的双绞屏蔽线,线径不小于0.5mm2,线路长度不超过1000米,布线时应使通讯线远离强电电缆或其它强电电场环境。有多只仪表连接,或是连接距离较远时,应在末端仪表A、B两端加装120Ω左右匹配电阻,如图所示。






2、通讯协议

采用MODBUS-RTU 协议,在一根通讯线上采用主从应答方式的通讯连接方式。主机的信号寻址到一台唯一地址的从机,从机发出的应答信号以相反的方向传输给主机,即:在一根单独的通讯线上,信号沿着相反两个方向传输所有的通讯数据流(半双工的工作模式)。MODBUS协议只允许在主机(PC,PLC等)和终端设备之间通讯,而不允许独立的终端设备之间的数据交换,这样各终端设备不会在它们初始化时占据通讯线路,而仅限于响应到达本机的查询信号。

2.1传输方式

信息传输为异步方式,以字节为单位,字节格式为:1个起始位、8个数据位、无奇偶校验位、1个停止位。

数据帧的结构:即报文格式



地址码

功能码

数据码

校验码



1个BYTE

1个BYTE

N个BYTE

2个BYTE



地址码:在帧的开始部分,由一个字节(8位二进制码)组成,十进制为0-255,在我们的系统中只使用1-254,其他地址保留,每个终端设备的地址必须是唯一的,仅仅被寻址到的终端会响应包含了该地址的查询,当终端发送回一个响应,响应中的从机地址数据告诉了主机哪台终端与之进行通讯。

功能码:功能码告诉了被寻址到的终端执行何种功能.下表列出仪表所支持的功能码,以及它们的意义和功能



功能码

意义



0x01

读取继电器输出状态



0x02

遥测开关量输入状态



0x03

读数据寄存器值



0x05

遥控单个继电器动作



0x0F

遥控多个继电器动作



0x10

写设置寄存器指令



数据码:数据码包含了终端执行特定功能所需要的数据或者终端响应查询时采集到的数据,这些数据的内容可能是数值、参考地址或者设置值。例如:功能码告诉终端读取一个寄存器,数据区则需要指明从哪个寄存器开始及读取多少个数据,而从机数据码回送内容则包含了数据长度和相应的数据。

校验码:错误校验(CRC)域占用两个字节,包含了一个16位的二进制值。CRC值由传输设备计算出来,然后附加到数据帧上,接收设备在接收数据时重新计算CRC值,然后与接收到的CRC域中的值进行比较。如果这两个值不等,就发生了错误。生成一个CRC的流程为:

1)预置一个16位寄存器为FFFFH(16进制,全1),称之为CRC寄存器。

2)把数据帧中的第一个字节的8位与CRC寄存器中的低字节进行异或运算,结果存回CRC寄存器。

3)将CRC寄存器向右移一位,最高位填以0,最低位移出并检测。

4)上一步中移出的那一位如果为0,重复第三位(下一次移出),如果最低位为1,将CRC寄存器与一个预设的固定值(0A001H)进行异或运算。

5)重复第三步和第四步直到8次移位,这样处理完一个完整的八位。

6)重复第二步到第五步来处理下一个八位,直到所有的字节处理结束。

7)最终CRC寄存器的值就是CRC的值。

2.2通讯报文举例:

1)读继电器输出状态(功能码0x01)

查询数据帧(主机请求)



从机地址

功能码

起始继电器地址

继电器个数

CRC16



0x01

0x01

0x00 0x00(固定)

0x00 0x02

0xBD 0xCB



响应数据帧(从机响应)



从机地址

功能码

寄存器字节数

寄存器值

CRC16



0x01

0x01

0x01

0x03

0x11 0x89



说明:从机响应的寄存器值即继电器输出状态值,从字节的最低位开始对应每一路继电器输出的状态值,1表示闭合状态,0表示断开状态,上面的寄存器值“0x03”的二进制数00000011表示第1路、第2路继电器闭合。

2)读开关量输入状态(功能码0x02)

查询数据帧(主机请求)



从机地址

功能码

起始开关地址

遥测开关个数

CRC16



0x01

0x02

0x00 0x00(固定)

0x00 0x04

0x79 0xC9



响应数据帧(从机响应)



从机地址

功能码

寄存器字节数

寄存器值

CRC16



0x01

0x02

0x01

0x08H

0xA0 0x4E



说明:从机响应的寄存器值即开关量输入状态值,从字节的最低位开始对应每一路开关量输入的状态值,上面的寄存器值“0x08”对应的二进制数00001000表示第4路输入开关处于闭合状态。1表示闭合状态,0表示断开状态。

3)读数据寄存器值(功能码0x03)

查询数据帧(主机请求)



从机地址

功能码

起始寄存器地址

寄存器个数

CRC16



0x01

0x03

0x00 0x00

0x00 0x03

0x05 0xCB



响应数据帧(从机响应)



从机地址

功能码

寄存器字节数

寄存器值

CRC16



0x01

0x03

0x06

0x08B1、0x08A6、0x08AF

0xF9 0xD8



说明:主机请求的寄存器地址为查询的二次电网的数据首地址,寄存器个数为查询数据的长度,上面起始寄存器地址“0x0000”表示三相相电压整型数据的首地址,寄存器个数“0x0003”表示数据长度3个Word数据。参照电量信息寄存器地址信息表。从机响应的数据“0x08B1 0x08A6 0x08AF”,转换为10进制数为2225、2214、2223,乘上系数0.1,结果为A相电压为222.5V,B相电压为221.4V,C相电压为222.3V.

4)遥控单个继电器输出(功能码0x05)

查询数据帧(主机请求)



从机地址

功能码

起始继电器地址

继电器动作值

CRC16



0x01

0x05

0x00 0x00

0xFF 0x00

0x8C 0x3A



响应数据帧(从机响应)



从机地址

功能码

起始继电器地址

继电器动作值

CRC16



0x01

0x05

0x00 0x00

0xFF 0x00

0x8C 0x3A



说明:主机请求的继电器地址“0x0000”至“0x0003”对应第1至第4路继电器,动作值“0XFF00”表示闭合,“0x0000”表示断开。使用遥控指令必须关闭继电器报警模式。

5)遥控多个继电器输出(功能码0x0F)

查询数据帧(主机请求)



从机地址

功能码

起始继电器地址(固定)

继电器个数

数据字节数

继电器动作值

CRC16



0x01

0x0F

0x00 0x00

0x00 0x02

0x01

0x03

0x9E 0x96



响应数据帧(从机响应)



从机地址

功能码

起始继电器地址

继电器个数

CRC16



0x01

0x0F

0x00 0x00

0x00 0x02

0xD4 0x0A



说明:主机请求的继电器动作值,从字节的最低位开始对应每一路继电器输出,即“0x00-0x0F”对应为第1路-第4路。1表示闭合继电器,0表示断开继电器,如上例继电器动作值“0x03”的二进制“0011”表示遥控第1路、第2路继电器闭合。使用遥控指令必须关闭继电器报警模式。

6)预置数据(功能码0x10)

查询数据帧(主机请求)



从机地址

功能码

起始继电器地址

寄存器个数

数据字节数

写入数据

CRC16



0x01

0x10

0x00 0x59

0x00 0x01

0x02

0x00 0x64

0xAB 0x72



响应数据帧(从机响应)



从机地址

功能码

起始寄存器地址

寄存器个数

CRC16



0x01

0x10

0x00 0x59

0x00 0x01

0xD1 0xDA



说明:为保证正常通讯,每执行一个主机请求,寄存器个数限制为25个。上例起始寄存器地址“0x0059”,表示电压变比设置的首地址,寄存器个数“0x0001”表示设置电压变比1个Word数据,写入数“0x0064”表示设置电压变比为100,请参照电量信息寄存器地址表。


3寄存器地址信息表

3.1常规电量信息寄存器地址表



数据地址

数据名称

数据

类型

字长(Word)

读/写

(R/W)

系数

说明



0x00

A相电压

int

1

R

0.1

二次电压数据,单位V,转换成一次电压数据时需乘上电压变比



0x01

B相电压

int

1

R

0.1



0x02

C相电压

int

1

R

0.1



0x03

A相电流

int

1

R

0.001

二次电流数据,单位A,转换成一次电流数据时需乘上电流变比



0x04

B相电流

int

1

R

0.001



0x05

C相电流

int

1

R

0.001



0x06

备用








0x07

总有功功率

int

1

R

1

二次有功功率数据,单位W,转换成一次功率数据时需乘上电流、电压变比



0x08

A相有功功率

int

1

R

1



0x09

B相有功功率

int

1

R

1



0x0A

C相有功功率

int

1

R

1



0x0B

总无功功率

int

1

R

1

二次无功功率数据,单位Var,转换成一次功率数据时需乘上电流、电压变比



0x0C

A相无功功率

int

1

R

1



0x0D

B相无功功率

int

1

R

1



0x0E

C相无功功率

int

1

R

1



0x0F

总视在功率

int

1

R

1

二次视在功率数据,单位VA,转换成一次功率数据时需乘上电流、电压变比



0x10

A相视在功率

int

1

R

1



0x11

B相视在功率

int

1

R

1



0x12

C相视在功率

int

1

R

1



0x13

总功率因数

int

1

R

0.001




0x14

A相功率因数

int

1

R

0.001




0x15

B相功率因数

int

1

R

0.001




0x16

C相功率因数

int

1

R

0.001




0x17

AB线电压

int

1

R

0.1

二次电压数据,单位V,转换成一次电压数据时需乘上电压变比



0x18

BC线电压

int

1

R

0.1



0x19

CA线电压

int

1

R

0.1



0x1A

A相频率

int

1

R

0.01

单位Hz



0x1B

B相频率

int

1

R

0.01



0x1C

C相频率

int

1

R

0.01



0x1D

正向有功电能

(高16位)

long

2

R

0.01

二次正向有功电能数据,单位KWh,转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比



0x1E

正向有功电能

(低16位)



0x1F

反向有功电能

(高16位)

long

2

R

0.01

二次反向有功电能数据,单位KWh,转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比



0x20

反向有功电能

(低16位)



0x21

正向无功电能

(高16位)

long

2

R

0.01

二次正向无功电能数据,单位KVarh,转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比



0x22

正向无功电能(低16位)



0x23

反向无功电能(高16位)

long

2

R

0.01

二次反向无功电能数据,单位KVarh,转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比



0x24

反向无功电能(低16位)



费率数据(适用于带复费率功能仪表)



0x25

正向有功电能

(高16位)

long

2

R

0.01

尖时段二次正向有功电能数据,单位KWh,转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比



0x26

正向有功电能

(低16位)



0x27

反向有功电能

(高16位)

long

2

R

0.01

尖时段二次反向有功电能数据,单位KWh,转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比



0x28

反向有功电能

(低16位)



0x29

正向无功电能

(高16位)

long

2

R

0.01

尖时段二次正向无功电能数据,单位KVarh,转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比



0x2A

正向无功电能(低16位)



0x2B

反向无功电能(高16位)

long

2

R

0.01

尖时段二次反向无功电能数据,单位KVarh,转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比



0x2C

反向无功电能(低16位)



0x2D

正向有功电能

(高16位)

long

2

R

0.01

峰时段二次正向有功电能数据,单位KWh,转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比



0x2E

正向有功电能

(低16位)







0x2F

反向有功电能

(高16位)

long

2

R

0.01

峰时段二次反向有功电能数据,单位KWh,转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比



0x30

反向有功电能

(低16位)



0x31

正向无功电能

(高16位)

long

2

R

0.01

峰时段二次正向无功电能数据,单位KVarh,转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比



0x32

正向无功电能(低16位)



0x33

反向无功电能(高16位)

long

2

R

0.01

峰时段二次反向无功电能数据,单位KVarh,转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比



0x34

反向无功电能(低16位)



0x35

正向有功电能

(高16位)

long

2

R

0.01

平时段二次正向有功电能数据,单位KWh,转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比



0x36

正向有功电能

(低16位)



0x37

反向有功电能

(高16位)

long

2

R

0.01

平时段二次反向有功电能数据,单位KWh,转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比



0x38

反向有功电能

(低16位)



0x39

正向无功电能

(高16位)

long

2

R

0.01

平时段二次正向无功电能数据,单位KVarh,转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比



0x3A

正向无功电能(低16位)



0x3B

反向无功电能(高16位)

long

2

R

0.01

平时段二次反向无功电能数据,单位KVarh,转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比



0x3C

反向无功电能(低16位)



0x3D

正向有功电能

(高16位)

long

2

R

0.01

谷时段二次正向有功电能数据,单位KWh,转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比



0x3E

正向有功电能

(低16位)



0x3F

反向有功电能

(高16位)

long

2

R

0.01

谷时段二次反向有功电能数据,单位KWh,转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比



0x40

反向有功电能

(低16位)



0x41

正向无功电能

(高16位)

long

2

R

0.01

谷时段二次正向无功电能数据,单位KVarh,转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比



0x42

正向无功电能(低16位)



0x43

反向无功电能(高16位)

long

2

R

0.01

谷时段二次反向无功电能数据,单位KVarh,转换成一次电能数据时需乘上电流、电压变比



0x44

反向无功电能(低16位)








3.2设置类寄存器地址表



数据地址

数据名称

数据

类型

字长(Word)

读/写

(R/W)

说明



0x46

报警输出

int

1

R




0x47

开关量输入

int

1

R




0x50

编程密码

int

1

R




0x51

仪表地址

char

1

R/W

1-254



0x52

波特率

char

1

R/W

0:1200,1:2400,2:4800,3:9600



0x53

校验位

char

1

R/W

0:N81,1:O81,2:E81



0x54

保留







0x55

接线方式

char

1

R/W

0:3-3,1:3-4



0x56

电压量程

char

1

R/W

0:100V,1:400V



0x57

电流量程

char

1

R/W

0:1A,1:5A



0x58

保留







0x59

电压倍率

int

1

R/W

PT=电压1次侧/2次侧,系数0.1



0x5A

电流倍率

int

1

R/W

CT=电流1次侧/2次侧



扩展参数(模拟量、报警)



0x5B

AO1-TYPE

int

1

R/W

模拟量输出1,项目选择 见备注1



0x5C

AO1-HI

int

1

R/W

模拟量输出1,高端设置



0x5D

AO1-LI

int

1

R/W

模拟量输出1,低端设置



0x5E

AO2-TYPE

int

1

R/W

模拟量输出2,项目选择 见备注1



0x5F

AO2-HI

int

1

R/W

模拟量输出2,高端设置



0x60

AO2-LI

int

1

R/W

模拟量输出2,低端设置



0x61

AO3-TYPE

int

1

R/W

模拟量输出3,项目选择 见备注1



0x62

AO3-HI

int

1

R/W

模拟量输出3,高端设置



0x63

AO3-LI

int

1

R/W

模拟量输出3,低端设置



0x64

AO4-TYPE

int

1

R/W

模拟量输出4,项目选择 见备注1



0x65

AO4-HI

int

1

R/W

模拟量输出4,高端设置



0x66

AO4-LI

int

1

R/W

模拟量输出4,低端设置



0x67

DO1-TYPE

int

1

R/W

报警输出1,项目选择 见备注2



0x68

DO1-Li

int

1

R/W

报警输出1,门限设置



0x69

DO2-TYPE

int

1

R/W

报警输出2,项目选择 见备注2



0x6A

DO2-Li

int

1

R/W

报警输出2,门限设置



0x6B

DO3-TYPE

int

1

R/W

报警输出3,项目选择 见备注2



0x6C

DO3-Li

int

1

R/W

报警输出3,门限设置



0x6D

DO4-TYPE

int

1

R/W

报警输出4,项目选择 见备注2



0x6E

DO4-Li

int

1

R/W

报警输出4,门限设置



0x6F

保留









3.3谐波信息地址表(适用于带谐波功能仪表)



数据地址

数据名称

数据

类型

字长(Word)

读/写

(R/W)

系数

说明



0x70

THD-Ua

int

1

R

0.01

A相电压总谐波百分含量



0x71

THD-Ub

int

1

R

0.01

B相电压总谐波百分含量



0x72

THD-Uc

int

1

R

0.01

C相电压总谐波百分含量



0x73

THD-Ia

int

1

R

0.01

A相电流总谐波百分含量



0x74

THD-Ib

int

1

R

0.01

B相电流总谐波百分含量



0x75

THD-Ic

int

1

R

0.01

C相电流总谐波百分含量



0x76-

0x93

H-Ua

int

1

R


A相电压2-31次谐波百分含量



0x94-

0xB1

H-Ub

int

1

R


B相电压2-31次谐波百分含量



0xB2-

0xCF

H-Uc

int

1

R


C相电压2-31次谐波百分含量



0xD0-

0xED

H-Ua

int

1

R


A相电流2-31次谐波百分含量



0xEE-

0x10B

H-Ub

int

1

R


B相电流2-31次谐波百分含量



0x10C-0x129

H-Uc

int

1

R


C相电流2-31次谐波百分含量



0x154

电压不平衡度

int

1

R

0.01

百分比



0x155

电流不平衡度

int

1

R

0.01

百分比



0x156

有功最大需量

int

1

R

1

单位W



0x157

无功最大需量

int

1

R

1

单位Var



0x158

电压最大需量

int

1

R

0.1

单位V



0x159

电流最大需量

int

1

R

0.001

单位A




3.4时间和时段信息地址表(适用于复费率仪表)



数据地址

数据名称

数据格式

字长(Word)

读/写

(R/W)

说明



0x210

当前时间(年、月、日、时、分、秒)

ss.mm.hh.DD.MM.YY

3

R/W

高位到低位依次为: 秒.分.时.日.月.年



0x213

时区1(月、日、时段表号)

NN.DD.MM

3

R/W

时区1、时区2需整体同时写才有效,高位到低位依次为: 时段表号、日、月



时区2(月、日、时段表号)



0x216

时段表1(含8个时段:时、分、费率号)

NN.mm.hh

12

R/W

1-8时段需整体同时写完才有效,高位到低位依次为: 费率号、分、时。

费率号:1、尖2、峰;3、平;4、谷



0x222

时段表2(含8个时段:时、分、费率号)

NN.mm.hh

12

R/W




注意:读取或写入的时间数据为十进制数,举例说明:写入时间2017.07.03.11:40:12,写入数据为01100210000306 12 40 11 03 07 17 5912。


3.5事件记录信息地址表



数据地址

数据名称

数据格式

字长(Word)

读/写

(R/W)

说明



0X0330

最近一次开出1的动作时刻

ss.mm.hh.DD.MM.YY

3

R

数据以16进制数表示,高位到低位依次为: 秒.分.时.日.月.年



0X0333

最近一次开出2的动作时刻

ss.mm.hh.DD.MM.YY

3

R



0X0336

最近一次开出3的动作时刻

ss.mm.hh.DD.MM.YY

3

R



0X0339

最近一次开出4的动作时刻

ss.mm.hh.DD.MM.YY

3

R



0X033C

最近一次开入1的动作时刻

ss.mm.hh.DD.MM.YY

3

R



0X033F

最近一次开入2的动作时刻

ss.mm.hh.DD.MM.YY

3

R



0X0342

最近一次开入3的动作时刻

ss.mm.hh.DD.MM.YY

3

R



0X0345

最近一次开入4的动作时刻

ss.mm.hh.DD.MM.YY

3

R



0X0348

最近一次有功功率需量的发生时刻

ss.mm.hh.DD.MM.YY

3

R



0X034B

最近一次无功功率需量的发生时刻

ss.mm.hh.DD.MM.YY

3

R



0X034E

最近一次电压需量的发生时刻

ss.mm.hh.DD.MM.YY

3

R



0X0351

最近一次电流需量的发生时刻

ss.mm.hh.DD.MM.YY

3

R




备注1:



变送项目值

变送项目

变送输出



(数显界面中用后缀 H或L 加以区分变送输出量)

0~20mA

4~20mA



0

OFF(关闭变送功能)





1

Ua(A 相电压)刻度值单位 0.1V

H




2

L




3

Ub(B 相电压)刻度值单位 0.1V

H




4

L




5

Uc(C 相电压)刻度值单位 0.1V

H




6

L




7

Uab(AB 线电压)刻度值单位 0.1V

H




8

L




9

Ubc(BC 线电压)刻度值单位 0.1V

H




10

L




11

Uca(CA 线电压)刻度值单位 0.1V

H




12

L




13

Ia(A 相电流)刻度值单位0.001A

H




14

L




15

Ib(B 相电流)刻度值单位0.001A

H




16

L




17

Ic(C 相电流)刻度值单位0.001A

H




18

L




19

Pa(A 相有功功率)刻度值单位w

H




20

L




21

Pb(B 相有功功率)刻度值单位w

H




22

L




23

Pc(C相有功功率)刻度值单位w

H




24

L




25

Ps(总有功功率)刻度值单位w

H




26

L




27

Qa(A相无功功率) 刻度值单位 var

H




28

L




29

Qb(B相无功功率) 刻度值单位 var

H




30

L




31

Qc(C相无功功率)刻度值单位var

H




32

L




33

Qs(C相无功功率)刻度值单位var

H




34

L




35

Sa(A相视在功率)刻度值单位VA

H




36

L




37

Sb (B相视在功率)刻度值单位VA

H




38

L




39

Sc (C相视在功率)刻度值单位VA

H




40

L




41

Ss(总视在功率)刻度值单位VA

H




42

L




43

PF(功率因素) 刻度值单位0.001

H




44

L




45

F (频率)刻 度 值 单 位0.01Hz

H




46

L





备注2:



报警项目值

报警项目

相应报警值的单位



报警项目后跟“H”表示高报警输出,跟“L”表示低报警输出



0

OFF(关闭报警功能,只能遥控)




1

Ua(A 相电压)刻度值单位 0.1V

H

0.1V



2

L



3

Ub(B 相电压)刻度值单位 0.1V

H

0.1V



4

L



5

Uc(C 相电压)刻度值单位 0.1V

H

0.1V



6

L



7

Uab(AB 线电压)刻度值单位 0.1V

H

0.1V



8

L



9

Ubc(BC 线电压)刻度值单位 0.1V

H

0.1V



10

L



11

Uca(CA 线电压)刻度值单位 0.1V

H

0.1V



12

L



13

Ia(A 相电流)刻度值单位 0.001A

H

0.001A



14

L



15

Ib(B 相电流)刻度值单位 0.001A

H

0.001A



16

L



17

Ic(C 相电流)刻度值单位 0.001A

H

0.001A



18

L



19

Pa(A 相有功功率)刻度值单位w

H

W



20

L



21

Pb(B 相有功功率)刻度值单位w

H

W



22

L



23

Pc(C相有功功率)刻度值单位w

H

W



24

L



25

Ps(总有功功率)刻度值单位w

H

W



26

L



27

Qa(A相无功功率) 刻度值单位 var

H

var



28

L



29

Qb(B相无功功率) 刻度值单位 var

H

var



30

L



31

Qc(C相无功功率)刻度值单位var

H

var



32

L



33

Qs(C相无功功率)刻度值单位var

H

var



34

L



35

Sa(A相视在功率)刻度值单位VA

H

VA



36

L



37

Sb (B相视在功率)刻度值单位VA

H

VA



38

L



39

Sc (C相视在功率)刻度值单位VA

H

VA



40

L



41

Ss(总视在功率)刻度值单位VA

H

VA



42

L



43

PF(功率因素) 刻度值单位0.001

H

0.001



44

L



45

F (频率)刻 度 值 单 位0.01Hz

H

0.01HZ



46

L

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