CN109128454B - 焊机输入电压精度的提高方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种焊机输入电压精度的提高方法,包括:步骤01:采集第一个输入电压信号值;令第一求和值等于第一个输入电压信号值;步骤02:采集第i个输入电压信号值;i为从2开始的正整数;步骤03:将第i个输入电压信号值叠加到第i‑1输入电压信号值上,得到第i求和值;并且对第i求和值进行修正;步骤04:重复循环步骤02至步骤03,每循环一次令i的值增加1,直至第i求和值达到预设饱和值;步骤05:在循环的过程中,利用修正后的第i求和值来监控第i个输入电压信号值的波动,并且求取输入电压信号值的平均值,从而可以实时监控输入电压信号值的波动,并且去除输入电压信号值由于电网和外界的变化带来的波动。
Description
技术领域
本发明涉及焊机技术领域,具体涉及一种提高焊机的输入电压精度的方法。
背景技术
焊接技术是一种关系到人们生产生活的重要技术,在当代社会,工厂作业、建筑施工、机械制造等工业领域,无处不离开焊接技术。对于焊接工艺来讲,焊缝焊的漂亮合格是关键,而决定焊接焊缝质量的和焊机的电流、电压、速度和控制手法离不开。由于电流、电压为硬件因素,速度和控制手法为人工因素,操作者想焊出完美的焊缝,必须要依赖焊机本身的条件,因此,电流、电压的稳定性十分重要。
然而,通常焊机在使用时,由于接入的电网电压不稳定、环境变化,会导致接入到焊机的输入电压信号产生大量波动振荡,会对输入电压信号带来很多干扰信号和尖端等信号,导致输入电压信号不准确,造成焊机自带的检测系统会由于这些波动振荡的输入电压信号而做出错误判断,影响焊接工艺的质量,造成焊接质量下降,甚至由于这些错误判断会导致焊机内部逻辑出错,导致焊机使用效率地下,甚至由于接入电网电压不稳定或环境改变,还会引起焊机功率不稳定,如果不能及时发现这些输入电压变化,会导致焊接质量下降,甚至焊机被烧毁的危险,降低了焊机使用的安全性。
因此,对焊机的输入电压信号进行修正,来提高焊机检测到的输入电压信号的精度是十分重要的。
发明内容
为了克服以上问题,本发明旨在提供一种焊机输入电压精度的提高方法,对焊机的输入电压信号进行修正,得到准确的焊机输入电压信号。
为了达到上述目的,本发明提供了一种焊机输入电压精度的提高方法,在接入输入电压信号后,包括:
步骤01:采集第一个输入电压信号值;令第一求和值等于第一个输入电压信号值;
步骤02:采集第i个输入电压信号值;i为从2开始的正整数;
步骤03:将第i个输入电压信号值叠加到第i-1输入电压信号值上,得到第i求和值;并且对第i求和值进行修正;
步骤04:重复循环步骤02至步骤03,每循环一次令i的值增加1;
步骤05:在循环的过程中,利用修正后的第i求和值来监控第i个输入电压信号值的波动,并且求取输入电压信号值的平均值。
优选地,所述步骤03具体包括:
步骤031:根据实际采样速率,设定采样速率常数;
步骤032:根据采样速率常数,设定修正值:X=Si-1/B,其中,X为修正值,Si-1为第i-1求和值,B为采样速率常数;
步骤033:对得到的第i求和值进行修正;其中,将第i-1求和值减去修正值Si-1-(Si-1/B),再加上第i个输入电压信号值Ai得到修正后的第i求和值Si-1-(Si-1/B)+Ai。
优选地,所述步骤05中,利用修正后的第i求和值来监控第i个输入电压信号值的波动具体包括:
在循环过程中,当修正后的第i-1求和值等于采样速率常数与第i-1个输入电压信号值的乘积S i-1=B*Ai-1时,则修正后的第i求和值Si= B*Ai-1+Ai- Ai-1;
如果第i个输入电压信号值Ai和第i-1个输入电压信号值Ai-1没有波动,也即是Ai=Ai-1,输出的第i求和值Si为一恒定常数,说明信号输入稳定;
如果采集到第i个输入电压信号值Ai和第i-1个输入电压信号值Ai-1不相同也即是波动时,S i也会相应的出现波动,从而监控到第i个输入电压信号的波动。
优选地,所述步骤05中,所述输入电压信号值的平均值的求取包括:利用所述修正后的第i求和值和采样速率常数B,求取输入电压信号值的平均值:Xp=Si/B,作为修正后的输入电压信号值;其中,Xp为输入电压信号值的平均值,B为采样速率常数,Si为第i求和值。
优选地,当所述输入电压信号为交流信号时,在步骤01之前,还包括:对输入电压信号进行整流滤波处理,得到直流输入电压信号。
优选地,在步骤01之前,还包括:对输入电压信号进行前置修正,去除干扰和杂波。
优选地,所述前置修正具体包括:
步骤A01:对输入电压信号进行整流处理;
步骤A02:将整流处理后的输入电压信号转变为脉冲电压信号;
步骤A03:对脉冲电压信号进行过滤,保持峰值信号,从而输出连续峰值电压信号,作为前置修正后的输入电压信号。
优选地,所述步骤A02中和所述步骤A03之间还包括:对所述脉冲电压信号进行降压的过程。
优选地,所述步骤A03中,对脉冲电压信号进行过滤是采用正向导通二极管实现的。
优选地,所述步骤A03中,采用LC振荡回路来保持峰值信号,输出连续峰值电压信号。
优选地,所述步骤A01中,所述整流滤波处理采用正向导通二极管来实现。
本发明中采用上述的步骤01~05,可以实现对输入电压信号值的修正,去除输入电压信号值由于电网和外界的变化带来的波动。进一步的,本实施中在步骤01之前,还可以对输入电压信号值进行前置修正,从而进一步去除干扰和杂波。此外,本实施例中,在对交流的输入电压信号转变为直流输入电压信号时,由于整流滤波作用,也会对电网波动和外界变化带来的干扰信号进行去除,从而进一步去除干扰和杂波,提高最后用于检测的输入电压信号的准确性。
附图说明
图1为本发明的一个较佳实施例的焊机输入电压精度的提高方法的流程示意图;
图2为本发明的一个较佳实施例的整流滤波电路示意图;
图3为本发明的一个较佳实施例的前置修正时采用的电路示意图。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂,以下结合说明书附图,对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例,本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
本发明的一种焊机输入电压精度的提高方法,在焊机接入输入电压信号之后,通过利用预设饱和值对采集到的输入电压信号值进行叠加修正,去除由于电网和外界环境变化造成的干扰。
以下结合附图1-3和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是,附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例,且仅用以方便、清晰地达到辅助说明本实施例的目的。
本实施例中,以输入电压信号为交流信号为例进行说明,但这不用于限制本发明的保护范围。
本实施例中,在接入输入电压信号后,在进行采集输入电压信号值之前,由于电网输出的信号通常为交流信号,也即是输入电压信号为交流信号。因此,本实施例中,在步骤01之前,可以包括将交流的输入电压信号转变为直流输入电压信号,具体的,可以对输入电压信号进行整流滤波处理,得到直流输入电压信号。关于整流滤波处理的具体方式,可以参阅图2。图2中,电源插头110接入电网,交流输入电压信号连接焊机,电源开关切换单元120用于控制进入整流滤波单元130的电源正负,使得整流滤波单元130实现对交流输入电压信号进行滤波,并且利用大电容C15、C16实现整流,最终从VCC输出整流输入电压信号。
关于整流滤波单元130和电源切换控制单元120各自相应的等效电路和二者之间的连接关系,如图2所示。单相电源插头110接入单相电源,闭合开关SW1,热敏电阻PTC1为电解电容C15以及电解电容C16充电,使焊机和控制模块300通电工作,控制模块300工作后其控制引脚使第二电磁开关DK2导通,第二电磁开关DK2使热敏电阻PTC1短路,使正极输入端VCC上的电压保持稳定。
电源切换控制单元120包括与单相电源插头110电连接的开关SW1,开关SW1上依次串联有整流滤波单元130以及热敏电阻PTC1。整流滤波单元130包括整流桥B1,整流桥B1的第一引脚1为第一交流端,第三引脚3为第二交流端,第二引脚2为正极输出端,第四引脚4为负极输入端,正极输出端与负极输入端之间电连接有相互串联的电阻R13与电阻R14,正极输出端与负极输入端之间还电连接有相互串联的电解电容C15与电解电容C16,电解电容C15的正极与正极输出端电连接,电解电容C15的负极与电解电容C16的正极电连接,电解电容C16的负极与负极输入端电连接。电阻R13与电阻R14之间的连接点和电解电容C15与电解电容C16之间的连接点短接。
电源切换控制单元120还包括第一电磁开关DK1与第二电磁开关DK2,第一电磁开关DK1与第二电磁开关DK2一样。第一电磁开关DK1内设置有电磁开关线圈DL与线圈开关LK,第一电磁开关DK1的第一引脚1与第二引脚2分别为电磁开关线圈DL的两端,其第三引脚与第四引脚分别为线圈开关LK的两端。第一电磁开关DK1在未通电的状态下,线圈开关LK断开。
第一电磁开关DK1的第三引脚3和电阻R13与电阻R14之间的连接点电连接,第四引脚4与整流桥B1的第一引脚电连接,第一电磁开关DK1的第一引脚1与第二引脚2之间并联有二极管D9。二极管D9的正极与第一电磁开关DK1的第一引脚1电连接且电连接有第一电源信号端①,二极管D9的负极与第一电磁开关的第二引脚2电连接且电连接有电源正极。
第二电磁开关DK2的第三引脚3与第四引脚4并联在热敏电阻PTC1两端,第二电磁开关DK2的第一引脚1与第二引脚2之间并联有二极管D8。二极管D8的正极与第二电磁开关DK2的第一引脚1电连接且电连接有第二电源信号端②,二极管D8的负极与第二电磁开关DK2的第二引脚2电连接且电连接有正电源极VCC+。
当第一电磁开关DK1通电时,正极输出端与负极输入端之间的电压差值翻倍,即进入倍压状态。
由于电网的波动、外界环境的变化,会造成输入信号出现波动、尖端等干扰,因此,需要对输入电压信号进行前置修正,去除这些波动干扰和尖端。在本实施例中,在步骤01之前,还可以包括对输入电压信号进行前置修正,取出干扰和杂波。具体的,请参阅图3,图3为前置修正过程采用的电路示意图。如图3中,前置修正过程采用电源开关单元210和峰值保持单元220来实现,利用开关电源单元210去除尖峰值和干扰,利用峰值保持单元220输出平直连续的直流输入电压信号,该直流输入电压信号作为修正后的输入电压信号,提高对判断单元310的判断准确性。
这里,由于整流滤波单元130可以将交流的输入电压信号转变为直流的输入电压信号,可以将开关电源单元210与整流滤波单元130的电源输出端VCC相连接,开关电源单元210接收整流滤波单元130发送来的输入电压的直流信号;整流滤波单元130将输入电压信号转换输出为脉冲电压信号,峰值保持单元220对脉冲电压信号进行过滤,保留峰值信号,并且输出连续峰值电压信号给判断单元310。
这里的前置修正过程可以采用图3中的电源开关单元210和峰值保持单元220来实现,具体的可以包括:
步骤A01:对输入电压信号进行整流滤波处理;
具体的,本步骤A01中的整流滤波处理可以采用正向导通二极管来实现,如图3中的正向二极管D1,VCC接入输入电压信号,经过正向二极管D1过滤掉反向波信号。
步骤A02:将整流处理后的输入电压信号转变为脉冲电压信号;
具体的,如图3中所示,采用开关电源单元210中的开关电源U1来控制达到变压器T1的电路的波形,使得变压器T1的第一引脚1处形成脉冲方波,从而实现将直流输入电压信号转变为脉冲电压信号。
在步骤A02中和步骤A03之间还包括:对脉冲电压信号进行降压的过程,具体的,如图3中的变压器T1所示,利用变压器的初次匝比来实现降压,由于变压器T1的第一引脚1、第四引脚4、第六引脚6和第七引脚7为同名端,因此,能够保持在降压之后,第六引脚6输出与第一引脚1相同波形高度的脉冲方波。
步骤A03:对脉冲电压信号进行过滤,保持峰值信号,从而输出连续峰值电压信号,作为前置修正后的输入电压信号
具体的,如图3所示,峰值保持单元220来实现对脉冲电压信号的过滤和峰值保持,输出连续峰值电压信号。其中,电压检测单元220包括依次串联的二极管D7、电感L1以及电阻R11。二极管D7正极与开关变压器T1的第六引脚电连接,负极与电感L1电解。电阻R11未与电感L1电连接的一端电连接有第三电压信号端。电感L1与电阻R11的连接点通过电容C13电连接接地极,第三电压信号端通过电阻R12电连接接地极,第三电压信号端还通过电容C14电连接接地极。
本实施例中,关于开关电源单元210和峰值保持单元220的等效电路和二者之间的关系,请参阅图3。图3中,开关电源单元210包括依次串联的二极管D1与电解电容C1,二极管D1正极与正极输出端电连接,二极管D1负极与电解电容C1正极电连接,电解电容C1负极与负极输入端电连接。电解电容C1上并联有电容C2。二极管D1负极电连接有电阻R1、电容C3以及变压器T1。电阻R1位于二极管D1负极连接的一端电连接有开关电源芯片U1的第一引脚1。开关电源芯片U1可采用TOP246GN。开关电源芯片U1的第二引脚2、第三引脚3、第七引脚7以及第八引脚8均与负极输入端电连接。电容C3未与二极管D1电连接的一端电连接有电阻R3,电阻R3未与电容C3电连接的一端通过二极管D2与开关电源芯片U1的第五引脚电连接,二极管D2负极与电阻R3电连接,二极管D2正极与开关电源芯片U1第五引脚电连接。电容C3上并联连接有电阻R4。
变压器T1的第一引脚与二极管D1负极电连接,第三引脚与二极管D2正极电连接,第四引脚与负极输入端电连接,第五引脚电连接有二极管D3的正极,二极管D3负极电连接有电解电容C6的正极,电解电容C6的负极与负极输入端电连接,第六引脚电连接有二极管D6的负极,二极管D6的正极为负电源极。第七引脚为接地极。第八引脚电连接有二极管D4正极与二极管D5正极,二极管D4负极与二极管D5负极电连接且为正电源极。二极管D4正极与负极之间电连接有依次串联的电阻R6与电容C9。二极管D4负极电连接有电解电容C7的正极,电解电容C7负极与接地极电连接。电解电容C7上并联有电容C11。二极管D6正极电连接有电解电容C8的负极,电解电容C8正极与接地极电连接。电解电容C8上并联有电容C10。变压器T1的第一引脚与第七引脚之间电连接有电容CY1。
电解电容C6正极电连接有光电耦合器U2。光电耦合器U2内包括有发光二极管与光敏三极管,光电耦合器U2的A引脚为发光二极管的正极,K引脚为发光二极管的负极,C引脚为光敏三极管的集电极,E引脚为光敏三极管的发射极。C引脚与电解电容C6的正极电连接,E引脚与电阻R5、电容C4以及开关电源芯片U1的第四引脚电连接,电阻R5未与E引脚电连接的一端电连接有电解电容C5的正极,电解电容C5负极与负极输入端电连接。
峰值保持单元220包括依次串联的二极管D7、电感L1以及电阻R11。二极管D7正极与变压器T1的第六引脚电连接,负极与电感L1连接。电阻R11未与电感L1电连接的一端电连接有第三电压信号端。电感L1与电阻R11的连接点通过电容C13电连接接地极,第三电压信号端通过电阻R12电连接接地极,第三电压信号端还通过电容C14电连接接地极。第一电源信号端、第二电源信号端、第三电压信号端以及第四接地端组成端子排CN1。
其中,变压器T1的第一引脚与第三引脚之间设置有初级绕组,第四引脚与第五引脚之间设置有控制绕组,第八引脚与第七引脚之间设置有正电源绕组,第六引脚与第七引脚之间设置有负电源绕组,其中,变压器T1的第一引脚、第四引脚、第六引脚以及第七引脚之间互为同名端。
通过开关电源单元210和峰值保持单元220,利用开关电源单元210中的变压器T1初次级绕组为隔离信号,并且电压为降压关系。变压器T1第一引脚、第四引脚、第六引脚以及第七引脚为同名端,不需要再二次处理,在利用开关电源单元210中初次级匝比关系,开关电源单元210工作时,同名端的正电位幅边电压为比列关系,如:变压器T1初次匝比为100∶10,则10匝这组的两端脉宽同名端正电位伏值电压就是初级线圈两端脉宽同名端正电位伏值电压的1/10关系,而初级绕组两端脉宽同名端正电位伏值电压等于电容C1两端电压,利用这种关系机理,可以得到对应的输入电压值关系,从而检测到输入电压信号值。通过二极管D7整流得到需要的同名端正电位电压信号,在通过电感L1、电容C13、电容C14、电阻R11、电阻R12组成的峰值保持电路,获得待检测的修正后的输入电压信号,并且反馈给第三电压信号端③。此外,本实施例中,第三电压信号端③连接有判断单元310,由判断单元310接收到第三电压信号端③发送来的修正后的输入电压信号,检测和判断输入电压信号值是否在预设倍压值范围90-135 Vac,如果在该范围内,则发出倍压信号给控制模块300,如果不在该范围内,则发出不倍压信号给控制模块300,由控制模块300根据不同的信号来发出倍压指令或非倍压指令,对输入电压信号值进行倍压或不倍压。
接下来,经过上述对输入电压信号的前置修正和交流转变直流的过程,得到去除干扰和尖端的输入电压信号,从而使得后续采集到的输入电压信号值较为准确。下面,详细描述对采集的输入电压信号值的修正过程,请参阅图1,如下:
步骤01:采集第一个输入电压信号值;令第一求和值等于第一个输入电压信号值;
具体的,这里,第一个输入电压信号值为A1,第一求和值S1=A1。
步骤02:采集第i个输入电压信号值;i为从2开始的正整数;
步骤03:将第i个输入电压信号值叠加到第i-1输入电压信号值上,得到第i求和值;并且对第i求和值进行修正。
具体的,将第二个输入电压信号值加上第一个输入电压信号值得到第二求和值,后续步骤04循环回来的时候,就是将第三个输入电压信号值加上第二求和值,依此类推。
本步骤03具体包括:
步骤031:根据实际采样速率,设定采样速率常数;这里的实际采样速率一定程度上与焊机的信号采集单元有关。
步骤032:根据采样速率常数,设定修正值:X=Si-1/B;其中,X为修正值,Si-1为第i-1求和值,B为采样速率常数。这里,采样速率常数的由焊机的信号采集单元和输入电压信号值共同决定。本实施例中,较佳的,采样速率常数可以为40~60。
步骤033:对得到的第i求和值进行修正;其中,将第i-1求和值减去修正值Si-1-(Si-1/B),再加上第i个输入电压信号值Si-1-(Si-1/B)+Ai得到修正后的第i求和值。这里,修正值X=Si-1/B,因此,修正后的第i求和值Si=Si-1+Ai-(Si-1/B)。
步骤04:重复循环步骤02至步骤03,每循环一次令i的值增加1;
步骤05:在循环的过程中,利用修正后的第i求和值来监控第i个输入电压信号值的波动,并且求取修正后的输入电压信号值。
具体的,当修正后的第i-1求和值等于采样速率常数与第i-1个输入电压信号值的乘积S i-1=B*Ai-1时,则修正后的第i求和值Si=Si-1+Ai-(Si-1/B)= B*Ai-1+Ai- Ai-1。当采集到第i个输入电压信号值Ai和第i-1个输入电压信号值Ai-1没有波动时,也即是Ai=Ai-1,Si恒定为B*Ai=B*Ai-1,这样,输出的第i求和值为一恒定常数,说明信号输入稳定。当采集到第i个输入电压信号值Ai和第i-1个输入电压信号值Ai-1不相同也即是波动时,S i也会相应的出现波动,从而可以从修正后的第i求和值上监控到第i个输入电压信号的波动。
并且,根据实际需要,可以随时求取输入信号值的平均值,利用该第i求和值和采样速率常数,求取输入电压信号值的平均值:Xp=Si/B,作为修正后的输入电压信号值;其中,Xp为输入电压信号值的平均值,B为采样速率常数,Si为第i求和值。
因此,本实施例中,采用上述的步骤01~05,可以实现对输入电压信号值的修正,去除输入电压信号值由于电网和外界的变化带来的波动。进一步的,本实施中在步骤01之前,还可以对输入电压信号值进行前置修正,从而进一步去除干扰和杂波。此外,本实施例中,在对交流的输入电压信号转变为直流输入电压信号时,由于整流滤波作用,也会对电网波动和外界变化带来的干扰信号进行去除,从而进一步去除干扰和杂波,提高最后用于检测的输入电压信号的准确性。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然所述实施例仅为了便于说明而举例而已,并非用以限定本发明,本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰,本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。
Claims (8)
1.一种焊机输入电压精度的提高方法,在接入输入电压信号后,其特征在于,包括:
步骤01:采集第一个输入电压信号值;令第一求和值等于第一个输入电压信号值;
步骤02:采集第i个输入电压信号值;i为从2开始的正整数;
步骤03:将第i个输入电压信号值叠加到第i-1求和值上,得到第i求和值;并且对第i求和值进行修正;
所述步骤03具体包括:
步骤031:根据实际采样速率,设定采样速率常数;
步骤032:根据采样速率常数,设定修正值:X=Si-1/B,其中,X为修正值,Si-1为第i-1求和值,B为采样速率常数;
步骤033:对得到的第i求和值进行修正;其中,将第i-1求和值减去修正值Si-1-(Si-1/B),再加上第i个输入电压信号值Ai得到修正后的第i求和值Si-1-(Si-1/B)+Ai;
步骤04:重复循环步骤02至步骤03,每循环一次令i的值增加1;
步骤05:在循环的过程中,利用修正后的第i求和值来监控第i个输入电压信号值的波动,并且求取输入电压信号值的平均值;
所述步骤05中,利用修正后的第i求和值来监控第i个输入电压信号值的波动具体包括:
在循环过程中,当修正后的第i-1求和值等于采样速率常数与第i-1个输入电压信号值的乘积S i-1=B*Ai-1时,则修正后的第i求和值Si= B*Ai-1+Ai- Ai-1;
如果第i个输入电压信号值Ai和第i-1个输入电压信号值Ai-1没有波动,也即是Ai=Ai-1,输出的第i求和值Si为一恒定常数,说明信号输入稳定;
如果采集到第i个输入电压信号值Ai和第i-1个输入电压信号值Ai-1不相同也即是波动时,S i也会相应的出现波动,从而监控到第i个输入电压信号的波动;
所述步骤05中,所述输入电压信号值的平均值的求取包括:利用所述修正后的第i求和值和采样速率常数B,求取输入电压信号值的平均值:Xp=Si/B,作为修正后的输入电压信号值;其中,Xp为输入电压信号值的平均值,B为采样速率常数,Si为第i求和值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当所述输入电压信号为交流信号时,在步骤01之前,还包括:对输入电压信号进行整流滤波处理,得到直流输入电压信号。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤01之前,还包括:对输入电压信号进行前置修正,去除干扰和杂波。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述前置修正具体包括:
步骤A01:对输入电压信号进行整流处理;
步骤A02:将整流处理后的输入电压信号转变为脉冲电压信号;
步骤A03:对脉冲电压信号进行过滤,保持峰值信号,从而输出连续峰值电压信号,作为前置修正后的输入电压信号。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤A02和所述步骤A03之间还包括:对所述脉冲电压信号进行降压的过程。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤A03中,对脉冲电压信号进行过滤是采用正向导通二极管实现的。
7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤A03中,采用LC振荡回路来保持峰值信号,输出连续峰值电压信号。
8.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤A01中,所述整流滤波处理采用正向导通二极管来实现。
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