CN105911886B - 自动化部件和控制自动化部件的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开内容涉及自动化部件和控制自动化部件的方法。该自动化部件包括：显示器，其具有用于数据显示的阵列中可寻址位置；以及控制电路，被配置成控制显示器。在第一模式下，控制电路控制显示器的阵列中的一个或更多个个体位置的点亮，以用于传达与个体位置对应的个体数据。在第二模式下，控制电路控制阵列中的两个或更多个个体位置的点亮，以显示混合字母数字字符。自动化部件还包括用户接口，用户接口用于选择与混合字母数字字符对应的一个或更多个数。

Description

自动化部件和控制自动化部件的方法
技术领域
本公开内容一般地涉及自动化设备如控制器，并且更具体地涉及用于使用自动化设备的显示器上的地址阵列来显示混合字符的系统和方法。
背景技术
自动化设备如可编程自动化控制器通常在工业系统中用于对与该自动化设备连接的系统进行控制以及进行操作决策。例如，这种自动化控制器通常由若干部件构成，这些部件的示例可以包括处理器、存储器、输入/输出组件、电源或显示器。为了与系统中的其他自动化部件通信，该自动化控制器的因特网协议(IP)地址或其他网络地址必须由用户设置。通常，设置网络地址需要将该自动化设备连接至膝上型计算机或其他工具如智能设备或人机接口模块(HIM)等。找到在不需要连接膝上型计算机或其他工具的情况下设置自动化设备的IP地址的方法将是有益的。
发明内容
下面概述与当前构思的技术相当的某些实施方式。这些实施方式不意在限制要求保护的本发明的范围，而是这些实施方式仅意在提供本技术的可能形式的简要概述。实际上，本公开内容可以包含可能与下面阐述的实施方式类似或不同的各种形式。
在第一实施方式中，一种自动化部件包括：显示器，其具有用于数据显示的阵列中可寻址位置；以及控制电路，被配置成控制显示器。在第一模式下，控制电路控制显示器的阵列中的一个或更多个个体位置的点亮，以用于传达与个体位置对应的个体数据。在第二模式下，控制电路控制阵列中的两个或更多个个体位置的点亮，以显示混合字母数字字符。自动化部件还包括用户接口，用户接口用于选择与混合字母数字字符对应的一个或更多个数。
在第二实施方式中，一种自动化部件包括：自动化控制器；显示设备，其通信耦合至自动化控制器，并且具有用于数据显示的阵列中可寻址位置；以及控制电路。控制电路被配置成控制显示器。在第一模式下，控制电路控制显示器的阵列中的一个或更多个个体位置的点亮，以用于传达与个体位置对应的个体数据，个体数据指示对应的与自动化控制器通信的自动化部件、输入或输出的状态。在第二模式下，控制电路控制阵列中的两个或更多个个体位置的点亮，以显示混合字母数字字符。自动化部件还包括用户接口，用户接口用于选择与混合字母数字字符对应的一个或更多个数。
在第三实施方式中，一种控制自动化部件的方法包括：在正常工作模式下点亮一个或更多个个体位置，使得一个或更多个个体位置传达与个体位置对应的个体数据；经由用户接口选择编程模式；经由用户接口选择输入模式；点亮两个或更多个个体位置以显示混合字母数字字符；经由用户接口选择与混合字母数字字符对应的一个或更多个数；以及经由用户接口退出输入模式。
附图说明
当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其他的特征、方面以及优点将更好地被理解，贯穿附图用相似的附图标记表示相似的部分，在附图中：
图1是根据本公开内容的方面的工业自动化和控制系统的示例实施方式的示意图；
图2是显示设备的现有技术实施方式的示意图，该显示设备可以出现在根据本公开内容的方面的工业自动化和控制系统中；
图3是显示设备的实施方式的示意图，该显示设备可以出现在根据本公开内容的方面的如图1所示的工业自动化和控制系统中；
图4示出了根据本公开内容的方面的如图3所示的显示设备的示例实施方式，该显示设备具有第一3×5地址阵列和第二3×5地址阵列；
图5示出了根据本公开内容的方面的如图3和图4所示的显示设备的示例实施方式，该显示设备使用第一3×5地址阵列和第二3×5地址阵列来显示第一混合字符和第二混合字符；以及
图6是示出了根据本公开内容的方面的用于设置自动化部件的网络地址的过程的流程图，该过程可以出现在如图1所示的工业自动化和控制系统中。
具体实施方式
以下将描述本发明的一个或更多个具体实施方式。为了提供这些实施方式的简明描述，在本说明书中可能没有描述实际实现的全部特征。应该明白的是，在任何这种实际实现的开发过程中，如在任何工程项目或设计项目中那样，必须做出大量的特定于实现的决策来达到开发者的具体目标，例如与系统相关约束条件和商业相关约束条件相兼容，这些目标可以在各实现中各不相同。而且，应该明白，这种开发可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开内容的普通技术人员来说，这种开发可能仍然是设计、加工以及制造的常规工作。
当介绍本发明的各个实施方式的元素时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在元素中的一个或更多个。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的，并且表示除了所列元素之外还可以有另外的元素。
设置自动化部件的网络地址通常需要将膝上型计算机、智能设备、HIM或其他工具连接至该自动化部件。给予用户在不使用额外装置的情况下设置自动化部件的网络地址的能力将是有益的。然而，修改自动化部件的显示设备以模仿膝上型计算机或其他类似工具的特征(即，LCD屏、小键盘或触摸屏、用户接口等)会显著增加该显示设备的成本。因此，希望拥有这样的自动化部件显示设备：该自动化部件显示设备使得用户能够设置自动化设备的网络地址，但是并不比目前可用的显示设备更昂贵。
应当注意，在以下讨论中提及了对地址的设置，该地址通常为自动化设备的网络地址。然而，本技术不限于这种应用，而是可以在任何时间更具体地用于可寻址显示器，该可寻址显示器从指示数据如阵列中的状态数据重新用于通过对字符位置的适当寻址来使用“混合”字符。此处的术语“混合”可以指由位置(通常为被寻址的邻近位置(通常被设置为亮或暗))构成的复合字符，但是该复合字符在其他情况下起到其他作用，如用于状态指示。此外，虽然以下提及了IP地址，但是在所公开的方式中可以对任何网络地址进行编程(或检查)。此外，虽然在本公开内容中给出的主要示例是自动化控制器的示例，但是在实践中，本技术不限于此，而是可以用于如所公开的那样可重新用于显示混合字符的任何具有显示器的自动化部件。
如以下详细讨论的，本技术的实施方式用于为自动化控制器的显示设备提供地址阵列，在一种工作模式下，该地址阵列能够示出输入、输出和/或所连接的各种部件的状态，然后在第二工作模式下点亮多个邻近地址以显示混合字母数字字符。该显示设备可以位于本地或者远离自动化控制器所驻留于的系统。例如，自动化控制器可以被容置在外壳中，并且显示设备可以被安装在外壳的门中，使得当外壳的门关闭时该显示设备可以被访问。作为另一示例，显示设备可以是经由线缆连接至自动化控制器的独立设备。显示设备也可以是“非智能”设备(至少对于某些功能方面)，该“非智能”设备自身缺少用于执行至少某些任务的电子处理能力并依赖于来自自动化控制器的处理以执行这样的任务。显示设备可以包括用于连接至个人计算机(PC)或其他电子设备的一个或更多个通信接口端口。应当注意，通信接口端口可以是能够与电子设备通信的任何协议，但是，为了当前讨论的目的，使用通用串行总线(USB)端口作为通信接口端口的实施方式。
考虑到上述情况，根据本公开内容的方面的工业自动化和控制系统10的实施方式在图1中被示出为包括自动化部件12A，此处自动化部件12A为自动化控制器。系统10可以包括其他自动化部件或控制器12B、12C和12D，这些自动化部件或控制器可以布置在或可以不布置在同一外壳或其他外壳如电气柜内。外壳14可以容置各种其他电气部件，如包括继电器、电机起动器等的监视和/或控制部件。
例如，外壳14可以适合于电机控制中心的装配或者与工业、商业、船舶或其他电气系统一起使用。外壳14可以由任何合适的材料如大尺寸金属板、强化塑料等制成，以保护所容置的监视和/或控制部件免遭各种风险如来自火、水、灰尘、破坏等的损害。通常，外壳14可以为适合于良好地容置其内容的任何尺寸。因此，用于工业系统的外壳14可以较大。可以对这样的外壳14进行温度控制以防止监视和/或控制部件过热。在某些实施方式中，外壳14包括支撑电气部件的单独的室或其他结构。
在示出的实施方式中，自动化控制器12A被布置在外壳14内并适于与机器过程/系统16的部件接口。应当注意，可以使用某些网络策略来便于这种接口。事实上，可以采用工业标准网络来使得能够进行数据传输。这种网络允许根据预定协议进行数据交换，并且可以为联网部件的操作提供电力。
过程/系统16可以采取许多形式，并且包括用于实现许多各种各样的目的的设备。例如过程/系统16可以包括压缩机站、炼油厂、用于制造食品的分批操作、机械化装配线、以及/或者需要自动化的任何其他过程或系统。因此，过程/系统16可以包括各种操作部件18，如电机、阀、致动器、温度元件、压力传感器或大量的制造、处理、材料处理和其他应用。
此外，过程/系统16可以包括用于通过自动化和/或观测来调节过程变量的控制和监视装置。传感器20可以包括适于提供关于过程状况的信息的任何数量的设备。致动器22可以包括适于响应于来自控制器(例如，自动化控制器12)的信号而执行机械操作的任何数量的设备。传感器20和致动器22可以用于操作处理装置。事实上，可以在由自动化控制器12监视和控制的过程循环内使用传感器20和致动器22。可以基于过程输入(例如，来自传感器20的输入)或直接操作员输入来启动这样的过程循环。另外，如上面所指出的，可以通过与自动化控制器12的直接交互来实现致动器22和传感器20的使用。
如所示出的，这些传感器20和致动器22与自动化控制器12通信。在一个实施方式中，传感器20和致动器22可以经由耦合至自动化控制器12的一个或更多个I/O模块24与自动化控制器12通信。I/O模块24可以在自动化控制器14与受控过程/系统16之间传送输入和输出信号。
I/O模块24可以与自动化控制器12集成，或者可以经由扩展槽、托架(bay)或其他合适的机构而被添加或移除。例如，为了向自动化控制器12添加功能，可以添加附加的I/O模块24，例如在添加新的传感器20或致动器22来控制过程/系统16的情况下。这些I/O模块充当到自动化控制器12的电气接口并且可以位于控制器附近或者远离控制器，该控制器包括到相关联的系统的远程网络接口。自动化控制器12可以不要求I/O模块24与被控制和监视的过程/系统16进行交互。在这种情况下，自动化控制器12与被控制和监视的过程/系统16之间的连接可以是直接的，或者该连接可以仍然通过I/O模块24发生。
在一些实施方式中，自动化控制器12连接至网络26。自动化控制器12可以与也连接至网络26的远程控制/监控系统28通信，以及/或者被远程控制/监控系统28控制。自动化控制器12可以通过网络26从远程控制/监视系统28接收并启动过程循环。在一些实施方式中，I/O模块24可以与控制装置的一部分近距离接近，并且远离自动化控制器12。在这种实施方式中，数据通过公共通信链路或网络26与远程模块通信，其中，网络上的模块经由标准通信协议进行通信。许多工业控制器可以经由网络技术如以太网(例如，IEEE 802.3、TCP/IP、UDP、以太网/IP等)、控制网、设备网或其他网络协议(基金会现场总线(H1和快速以太网)Modbus TCP、Profibus)进行通信，并且还与更高水平计算系统通信。
在示出的实施方式中，系统10还包括显示设备30，如发光二极管(LED)阵列或液晶显示器(LCD)阵列，或者被配置成显示输入/输出参数如系统/过程16、操作部件18、传感器20和/或致动器22的状态的其他可寻址显示位置。在一些实施方式中，显示设备30可以包括处理器32、存储器34和/或控制电路36。存储器34可以是有形的非暂态计算机可读介质，并且可以包括例如随机存取存储器、只读存储器、可重写存储器、硬盘驱动器等。存储器34可以用于存储用于处理器32的程序、应用或者其他指令。存储器34也可以存储错误代码、登录历史、访问信息、查找表等。处理器32可以执行存储在存储器34中的程序，并且可以用于在显示设备上显示内容、解释用户输入等。控制电路36可以包括或者独立于处理器32和存储器34。控制电路36可以控制将什么显示在显示设备上、解释来自用户的输入、与自动化控制器通信等。显示设备可以包括一个或更多个输入键，这些输入键使用户能够对自动化控制器12进行重新编程。显示设备30可以经由线缆连接至自动化控制器12，该线缆被插入分别嵌入在自动化控制器12和显示设备30中的通信接口端口。在某些实施方式中，显示设备30可以被安装在外壳14中并且包括嵌入在显示设备30中的端口38(例如，USB端口)。用户可以通过端口38将膝上型计算机40或一些其他工具连接至显示设备30，以对自动化控制器12进行编程或执行其他任务，如运行诊断或故障排除。膝上型计算机40也可以无线地或通过有线连接而连接至网络26。
端口38可以被安装在显示设备的前面板中，以使得当外壳14关闭时可以被用户访问。此外，端口38可以具体地包括USB端口。应当注意，“USB”可以是定义在用于计算机与电子设备之间的连接、通信和供电的总线中使用的线缆、连接器和通信协议的工业标准。通过使用端口38，用户可以在膝上型计算机40与显示设备30之间连接线缆，以在不打开外壳14的情况下对自动化控制器12进行重新编程或者将更新上传至自动化控制器12。
图2中示出了显示设备30的现有技术实施方式。显示设备30的现有技术实施方式包括多个LED 42，其中每个LED 42表示地址，这些LED 42被配置成指示输入/输出、连接至自动化控制器12的过程/系统16、操作部件18、传感器20和/或致动器22的状态。LED 42可以显示琥珀色以指示该部件开启和运行。LED 42将保持关闭以指示所连接的部件未开启和运行。应当理解，这些仅为示例。在其他实施方式中，这些地址可以为其他颜色，以及/或者被配置成传达其他信息。此处还应当注意，虽然此处引用了LED，但是可以使用任何适当的可寻址显示位置，包括使用LCD、LED和LCD二者、常规的灯等。
图3中示出了具有LED阵列配置的显示设备30的实施方式。在示出的配置中，包括输入和输出的LED 42被组织成两个3×5阵列44、46，每个LED表示地址。本实施方式也可以包括在两个3×5阵列44、46以外的若干个其他LED 42以用于向用户传达如各种部件的状态的信息。显示设备30还可以包括一个或更多个输入按钮48，被配置成使得用户能够输入命令。在正常工作模式下，每个LED 42或地址传达系统中的不同的输入/输出或部件的状态。在编程模式下，邻近的LED 42或地址被点亮以显示混合字母数字字符，该混合字母数字字符可以用于显示IP地址的数字、错误代码、命令代码或一些其他的数字。在本实施方式中，第一3×5阵列44显示一个混合字符，而第二3×5阵列46显示第二混合字符。
图4示出了正常工作模式下的显示设备30的两个3×5阵列44、46。在正常工作模式下，每个LED 42对应于地址，并且指示输入/输出或所连接的部件(例如，过程/系统16、操作部件18、传感器20、致动器22等)的状态。在图4所示的示例中，输入08、输出04和输出08开启并运行，因此相应的LED 42被点亮，如这些地址中的每个地址上的阴影图案所指示的。应当理解，这仅为示例，并且正常运行模式可以包括点亮与各部件的状态对应的LED的任意组合。
图5示出了在编程模式下显示设备30的两个3×5阵列44、46。在编程模式下，可以将第一3×5阵列44中的邻近LED 42或地址的组合点亮，以显示第一混合字母数字字符50，在这种情况下第一混合字母数字字符50为数字3，以及可以将第二3×5阵列46中的邻近LED42或地址的组合点亮，以显示第二混合字母数字字符52，在这种情况下第二混合字母数字字符52为数字0。在本实施方式中，第一混合字母数字字符50和第二混合字母数字字符52与来自自动化控制器12的IP地址的最后一个八位字节的最后两位数字对应。然而，在其他实施方式中，第一混合字母数字字符50和第二混合字母数字字符52可以用来指示其他内容，如错误代码、程序、例程、运行时间等。还应当理解，显示设备30可以能够进行数位移动，以使得显示设备30可以能够显示两位数以上的数，或者可以使用户能够输入/设置多于两位的数。此外，虽然本实施方式包括发出单色光的LED 42，但是应该理解，可以使用不同颜色的LED 42或地址来表示不同的内容(例如，IP地址、时间、部件状态、错误、问题等)。
图6是示出用于设置自动化控制器12的IP地址的示例逻辑54的流程图。然而，应当理解，本公开内容不限于设置IP地址，并且可以使用类似的方法来输入用于其他目的的数，如命令代码等。在框56处，用户可以将输入按钮42按下并保持直到LED 42闪烁。这会使自动化控制器12从正常工作模式切换到编程模式。这里还应注意，该特定部件可以是除自动化控制器以外的部件，并且显示设备可以用于设置或检查除网络地址或IP地址以外的数据。另外，应该注意，虽然此处引用了“按钮”，但是在实践中，“按钮”可以包括这样的位置：该位置可以由用户触摸或以其他方式接口，例如用于闭合或断开薄膜开关或其他电接触设备。“按钮”也可以包括触摸显示设备的“虚拟按钮”或任何其他合适的输入。
如框58所示，用户可以将输入按钮42按下并保持三秒钟以进入IP地址添加模式。第一3×5阵列44然后将显示第一混合字符50，即0。
在框60处，用户然后按下输入按钮48以循环经过数字0到9。例如，用户按下输入按钮48一次以将第一混合字符50变为数字1，再按下输入按钮48一次以将第一混合字符50变为2。用户会继续这种模式，直至到达第一混合字符50的期望数字。
在框62处，用户将输入按钮48按下并保持三秒钟以设置第一数字并且移动到第二数字。然后第二3×5阵列46会显示第二混合字符52，即0。
在框64处，用户按下输入按钮48以循环经过数字0到9。例如，用户按下输入按钮48一次以将第二混合字符52变为数字1，并且再按下输入按钮48一次以将第二混合字符52变为数字2。用户会继续这种模式，直至到达第二混合字符52的期望数字。
在框66处，用户将输入按钮48按下并保持三秒钟以设置第二混合字符52的数字。此时，用户已输入了期望的IP地址的最后一个八位字节的最后两位数字。然而，应该理解，在一些实施方式中，用户可以能够输入多于两位的数字。例如，用户可以能够输入整个IP地址。此外，用户可以使用类似的方法来输入两位或更多位数字的命令代码或其他代码。当在框68处设置了所有的数字时，用户将输入按钮48按下并保持三秒钟以退出IP地址添加模式并且返回至正常工作模式。
本发明的技术效果包括被配置成对显示设备进行控制的控制电路。在第一模式下，显示设备点亮地址阵列中的一个或更多个个体地址，其中，这些个体地址中的每个向用户传达信息。在第二模式下，显示设备点亮地址阵列中的两个或更多个邻近地址，以显示第一混合字母数字字符。
在本示例中，用户可以通过在以上讨论的控制电路的控制下对显示器的邻近区域进行寻址来对两个混合字母数字字符进行编程(或检查)。在其他实施方式中，可以形成单个这种字符，或者多于两个字符可以是可用的。此外，也可以使用类似的技术来指示仅所提供的混合字符的数字，或者用户可以能够“滚动经过”任意数目个数字和/或字母(或其他字符)，这些数字和/或字母可以形成并显示为混合字符(例如，用于设置更长的地址、编程参数、设置等)。
本文的书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使任何本领域普通技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何所包括的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些示例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些示例包括与权利要求的字面语言无实质区别的等同结构元件，则这些其他示例旨在落入权利要求的范围内。
尽管在本文中说明并描述了本发明的仅某些特定特征，但是对本领域的技术人员而言可以进行许多修改和改变。因此，应当理解，所附权利要求意在覆盖落在本发明的真实精神内的所有这样的修改和改变。

Claims (20)

1.一种自动化部件，包括：
显示器，所述显示器具有用于数据显示的阵列中可寻址位置；
控制电路，被配置成控制所述显示器，其中，在第一模式下，所述控制电路控制所述显示器的所述阵列中的一个或更多个个体位置的点亮，以用于传达与所述个体位置对应的个体数据，以及其中，在第二模式下，所述控制电路控制所述阵列中的两个或更多个个体位置的点亮，以显示混合字母数字字符，
所述自动化部件的特征在于还包括用户接口，所述用户接口用于选择与所述混合字母数字字符对应的一个或更多个数。
2.根据权利要求1所述的自动化部件，其中，所述控制电路被配置成经由一个或更多个输入按钮接收来自用户的输入。
3.根据权利要求1所述的自动化部件，其中，所述自动化部件包括自动化控制器。
4.根据权利要求1所述的自动化部件，其中，所述个体位置包括发光二极管。
5.根据权利要求1所述的自动化部件，其中，所述阵列包括至少一个3×5位置阵列。
6.根据权利要求5所述的自动化部件，其中，第一3×5位置阵列中的第一位置组合被控制成显示所述混合字母数字字符，以及其中，第二3×5位置阵列中的第二位置组合被控制成显示第二混合字母数字字符。
7.根据权利要求1所述的自动化部件，其中，所述混合字母数字字符对应于网络地址。
8.根据权利要求1所述的自动化部件，其中，所述混合字母数字字符对应于错误代码。
9.一种自动化部件，包括：
自动化控制器；
显示器，所述显示器通信耦合至所述自动化控制器，并且所述显示器具有用于数据显示的阵列中可寻址位置；
控制电路，被配置成控制所述显示器，其中，在第一模式下，所述控制电路控制所述显示器的所述阵列中的一个或更多个个体位置的点亮，以用于传达与所述个体位置对应的个体数据，所述个体数据指示对应的与所述自动化控制器通信的自动化部件、输入或输出的状态，以及其中，在第二模式下，所述控制电路控制所述阵列中的两个或更多个个体位置的点亮，以显示混合字母数字字符，
所述自动化部件的特征在于还包括用户接口，所述用户接口用于选择与所述混合字母数字字符对应的一个或更多个数。
10.根据权利要求9所述的自动化部件，所述显示器还包括一个或更多个输入按钮。
11.根据权利要求9所述的自动化部件，其中，所述自动化控制器被布置在外壳内。
12.根据权利要求11所述的自动化部件，其中，所述显示器被布置在所述外壳的外部上。
13.根据权利要求9所述的自动化部件，其中，所述位置包括发光二极管。
14.根据权利要求9所述的自动化部件，其中，位置的所述阵列包括第一3×5位置阵列和第二3×5位置阵列。
15.根据权利要求14所述的自动化部件，其中，所述第一3×5位置阵列中的第一位置组合能够被寻址以显示所述混合字母数字字符，以及其中，所述第二3×5位置阵列中的第二位置组合能够被寻址以显示第二混合字母数字字符。
16.根据权利要求9所述的自动化部件，其中，所述混合字母数字字符对应于错误代码。
17.根据权利要求9所述的自动化部件，其中，所述混合字母数字字符对应于网络地址。
18.一种控制自动化部件的方法，其特征在于包括：
在正常工作模式下点亮一个或更多个个体位置，其中所述一个或更多个个体位置传达与所述个体位置对应的个体数据；
经由用户接口接收指示所述自动化部件进入编程模式的用户输入；
经由所述用户接口接收指示所述自动化部件进入输入模式的用户输入；
点亮两个或更多个个体位置以显示混合字母数字字符；
经由所述用户接口选择与所述混合字母数字字符对应的一个或更多个数；以及
经由所述用户接口接收指示所述自动化部件退出所述输入模式的用户输入。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，经由所述用户接口选择与所述混合字母数字字符对应的一个或更多个数包括：
将按钮按下一次或更多次以循环经过所显示的混合字母数字字符，直至到达期望的第一数字；
将所述按钮按下并保持设定时段以设置所述第一数字；
将按钮按下一次或更多次以循环经过数字，直至到达期望的第二数字；以及
将所述按钮按下并保持所述设定时段以设置所述第二数字。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述混合字母数字字符对应于网络地址。
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