JP2007140853A - 機械の信号処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機械の周辺機器等に出力する信号を容易に設定できる機械の信号処理装置を提供する。
【解決手段】設定画面２０に論理和の論理演算を行う機械の状態等を表す信号を設定する複数の論理和の欄（第１、第２の論理和の欄２０ｆ１、２０ｆ２）を設ける。論理和の欄に設定された信号の論理和の結果を論理積して出力信号とする。第１の論理和の欄２０ｆ１に自動運転中や半自動運転中を設定し、第２の論理和の欄２０ｆ２に計量中を設定すると、論理和、論理積の論理演算を行って自動運転中又は半自動運転中で計量中に出力信号Ｓ−００１が出力される。信号出力のためのシーケンスプログラムを組むのではなく、単に機械の状態を表す信号を設定するだけで、出力信号を出力するタイミングを任意に変更設定できるので、出力する信号の設定処理が容易となる。
【選択図】図２

Description

各種機械の信号処理装置に関する。

各種機械においては、該機械の動作状態に合わせて該機械に対して配置されている周辺機器等を動作させるため、所定のタイミングで所定の論理演算結果の信号を出力することが行なわれてきた。例えば、射出成形機においては、樹脂を射出成形機に供給するための定量供給装置を動作させるための信号として、射出成形機の全自動運転中または半自動運転中における計量工程中に信号を出力することが行なわれている。この場合、「（全自動運転中 ＯＲ 半自動運転中）ＡＮＤ計量中」という信号を出力すればよい。

この例としてあげた定量供給装置用の信号は、タイミングや論理が簡単で、定量供給装置以外の周辺機器にも「全自動運転中または半自動運転中の計量中信号」として使うことができ、汎用性があるため、射出成形機に当初から備わっている場合が多い。しかし、射出成形機に備えることができる信号の点数には限りがあるため、想定し得る信号の全てに対応することはできない。

そのため、射出成形機に汎用信号として備えられていない信号を出力する場合は、射出成形機を製造するメーカが制御プログラムを変更する必要があり、ユーザの要望に応えるのに時間がかかるという問題があった。
そこで、ユーザの要望に迅速に応えるために、ユーザがプログラムを作成できるように構成し、ユーザが作成したプログラムと標準プログラムとを実行できるようにした射出成形機が知られている（特許文献１参照）。
さらに、プログラムの作成に当たって、プログラムの作成作業を容易にすることを目的とした技術が知られている。例えば、タイミングチャートをシーケンスプログラムに変換してシーケンスプログラムを作成する方法（特許文献２参照）、信号の関連を表形式で入力し、その表からラダープログラムを自動生成するプログラミング装置（特許文献３参照）、表形式で論理回路を記述し、その表形式論理回路を関数型言語に変換する装置（特許文献４参照）、動作チャートやタイムチャートの線図情報から、各時点における入力と出力との関係を記述する関数を生成するシーケンス制御方法（特許文献５参照）、射出成形機の動作順番ごとに動作指令項目を割り当てる成形サイクル設定装置（特許文献６参照）などが知られている。
しかし、前述した各技術を使用したとしても論理回路やタイミングチャートを検討することが必要なため、シーケンスプログラムを作成することはユーザにとって依然として負担となる。
また、メーカにおいてもユーザが作成したプログラムにより機械を誤動作させないためにシーケンスプログラムの自動生成装置内部に複雑な処理を追加する必要がある。

一方、各工程における作動機器の動作タイミングをユーザが変更できるようにすることを目的とした技術が知られている。例えば、特許文献７には、それぞれの作動機器に２のｎ乗の数値を与えておき、各作業工程で作動させる作動機器を単数または複数選択し、選択した作動機器に対応する２のｎ乗の数値を加算し、この加算した値を設定することによって、各作業工程で必要な作動機器を動作させる技術が記載されている。
しかし、各作業工程で動作する機器を選ぶことはできるが、所望の論理やタイミングの信号を得られるものではない。

また、図１７に示すように、信号灯への設定等においては、信号毎にＯＮ/ＯＦＦ設定を行ない、ＯＮ設定された複数の信号の論理和を出力する設定方法も存在した。例えば、射出成形機アラームが発生したときには、信号灯１を点灯させるように信号灯１に対して「ＯＮ」を設定する。また、信号灯１についてアラームと非常停止中に対して「ＯＮ」を設定すると、アラームまたは非常停止中に信号灯１が点灯する。すなわち、アラームと非常停止中の論理和が信号灯１に設定される。自動サイクル運転中を示す信号として信号灯２を点灯せるには信号灯２に対して「ＯＮ」を設定する。又、不良ショットが発生したときには、信号灯１と信号灯２を点灯するようにするには、不良ショットに対して信号灯１と信号灯２を「ＯＮ」に設定する。以下このようにして、各信号名称に対して、点灯すべき信号灯に対して「ＯＮ」を設定するようにしている。
信号名称毎に点灯すべき信号灯に対して ＯＮ/ＯＦＦ設定を行う設定方法では信号の種類が増えると、ＯＮ/ＯＦＦ 設定の必要な項目が増え、画面の表示領域も必要になる上、信号内容を確認することも困難になる。

特開平８−１３２５０５号公報 特開平４−１４５５０１号公報 特開平６−４１１１号公報 特開平６−１４９３１１号公報 特開平１１−２０２９１２号公報 特開２００３−２２５９２５号公報 特開平５−１８１５１４号公報

一般に、信号灯などの機械の周辺機器に出力する信号の内容は機械を使用するユーザ毎に多岐にわたるもので、機械によって固定されるものではなく、機械とその周辺機器を含めたシステムによって変化する。しかし、周辺機器に出力する信号を生成する論理は単純であることが多い。例えば、機械がある特定の状態になったとき発生させる信号、機械がある特定な状態で機械にあるイベントが生じたとき発生させる信号等と、論理和や論理積等の単純な論理演算によって信号を生成できる場合が多い。

そこで、本発明の目的は、周辺機器等に出力する信号を容易に設定できる機械の信号処理装置を提供することにある。

本発明は、機械を制御する制御装置と表示装置及び入力装置とを有する機械の信号処理装置であって、前記制御装置は論理演算実行手段を備え、前記表示装置は前記論理演算実行手段の論理演算の内容と、あらかじめ定義された信号群とを表示し、前記入力装置は、前記表示装置に表示された前記信号群の中から信号を選択設定し、論理演算の結果の出力先を設定する手段を備え、前記論理演算実行手段は前記入力装置により選択設定された信号により論理演算を行い論理演算結果を設定された出力先に出力することによって、出力信号を出力するタイミングを簡単に設定できるようにしたものである。
前記表示装置に表示される論理演算の内容は、前記入力装置が前記論理演算実行手段に信号を与えるための複数の設定欄からなる設定欄群と該設定欄の表示位置又は図形表示により特定するようにした。又、その論理演算の内容は、前記設定欄内に設定した信号の論理和を演算し、複数の設定欄群から得られる各論理和の論理積を演算するものとした。

本発明により、ユーザはなじみのある信号名称を選択することで出力信号の出力タイミングを変更したり、出力信号を出力させるための条件を変更することが容易となり、周辺機器を動作させるための出力信号を簡単にカスタマイズすることが可能となる。

以下、本発明の一実施形態として、機械が射出成形機である場合を例にとって以下説明する。
図１は、本発明の一実施形態の要部ブロック図であり、機械（射出成形機）が有する表示装置や入力装置及び機械を制御する制御装置を利用し、かつ該制御装置内に論理演算実行手段を設けることによって、機械（射出成形機）の信号処理装置を構成している。

図１において、符号１は機械（射出成形機）２を制御する制御装置であり、該制御装置１は、ＣＰＵを備え、後述するシーケンスプログラムに基づいて論理演算する論理演算実行手段１ａを備えている。該制御装置１にはバス８を介して論理演算のシーケンスプログラムを記憶する不揮発性ＲＡＭ４、ＲＡＭ５が接続されている。該ＲＡＭ５には、表示装置（ディスプレイ）６，入力装置（タッチパネル）７を介して入力された出力信号や信号出力先が記憶される。又、制御装置１に設けられた周辺機器への出力先の端子３には、ブザー９，信号灯１０，成形品を射出成形機から取り出す取出機１１、及びその他の周辺機器１２が接続されている。

射出成形機で使用する信号は、型閉、射出、保圧、計量、型開、突出 といったサイクル毎に繰り返される状態信号と、アラーム、非常停止、自動運転中、手動運転中といったサイクルとは無関係に現われる状態信号に大別される。

周辺機器に出力される大部分の信号も、サイクルとは無関係な状態信号のうちのいくつかの信号の論理和と、サイクル毎に繰り返される状態信号のうちのいくつかの信号の論理和をとり、それぞれの論理和の論理積をとることで所望の出力信号を得ることができる。前述の定量計量装置に使用する信号も、サイクルとは無関係な状態信号の論理和（自動運転 ＯＲ 半自動運転）とサイクル毎に繰り返される信号（計量中）との論理積から得られる。
そのため、本実施形態では複数の信号の論理和を複数用意し、複数の信号の論理和を取りその論理和結果を論理積して出力する論理回路を用意した。

図２は、出力信号に対して出力するタイミングを設定するための、信号の論理演算の内容とその論理演算の対象となる信号群を表示する表示装置６の設定画面２０を表すもので、この図２に示す例では、信号「Ｓ−００１」に対して、この信号の出力条件を設定する画面の例を示しており、論理和で求めた２つの信号の論理積をとってこの信号「Ｓ−００１」を出力する例を示している。
まず、この例では、詳細設定か簡易設定かの設定種別を設定する欄２０ａ、詳細設定を設定することで論理和及び論理積等の論理演算を可能とすると共に、出力方法（信号をそのまま出力するＡ接点出力とするか、信号を反転して出力するＢ接点出力とするかを含む）を選択可能の欄２０ｂ、さらに、作成された信号の立上りまたは立下りでパルス信号を出力するために、立上り・立下りを選択するためのエッジの欄２０ｃ、論理積を使用するか否かを設定する欄２０ｄ、論理演算結果の信号の出力を遅延させる遅延時間を設定する欄２０ｅが表示され、さらに、論理和を演算する信号を設定する論理和の第１，第２の信号設定欄２０ｆ１、２０ｆ２が並列して表示される。各論理和の設定欄は、縦方向に信号名を入力し、これら入力された信号の論理和が演算される。各２論理和の信号設定欄２０ｆ１、２０ｆ２にそれぞれ設定された信号の論理和が演算され、その論理和演算結果を論理積して、信号「Ｓ−００１」を出力するよう設定した例を示している。

この例では、第１の信号設定欄２０ｆ１に設定された自動運転中と半自動運転中の論理和を求め、この論理和出力と第２の信号設定欄２０ｆ２に設定された計量中との論理積をとり、この論理演算の結果を信号「Ｓ−００１」として、遅延時間なくＡ接点出力するよう設定した例を示している。

又、設定種別を設定する欄２０ａに簡易設定を設定した場合には、出力、エッジ、論理積、遅延時間の設定欄２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅは表示されず、１つの論理和の信号設定欄２０ｆのみが表示され、信号名に対してこの論理和の信号設定欄２０ｆで設定された信号名の信号状態の論理和で求められる信号を出力信号として設定するものとなる。

図３は、論理和の信号設定欄２０ｆ（２０ｆ１，２０ｆ２）に設定される信号群を表示する画面２１の１例を示している。この画面２１は、図２に示した設定画面２０を表示装置６の画面に表示している状態で、ウインドウ形式で表示させるように構成され、オペレータが、論理和の信号設定欄２０ｆ（２０ｆ１，２０ｆ２）のいずれかの入力欄を指定し、該信号群画面２１に表示された信号の中から１つの信号を選択することによって、論理和の信号設定欄２０ｆ（２０ｆ１，２０ｆ２）に設定できるようにしている。

この信号が多量にあることから、この信号群を表示する画面は複数設けられており、図３で示す例では、７つ設けられた画面の内、１番目の画面を表示させた例を示している。 この信号群として、図３に示すような射出成形機の状態を表す信号以外にも、上記論理演算の出力信号（Ｓ−００１等）、すなわちユーザが新たに作成した信号を用いることもできる。図５は、この新たに作成された信号「Ｓ−００１」〜「Ｓ−０３２」を表示した画面の例を示す。又、図４の設定画面２０では、この作成された信号を用いて、論理演算を行って出力信号を得る設定の例を示している。

なお、上述した例では、設定画面２０において、論理和をとる信号を設定する論理和の信号設定欄を縦方向に設け、該論理和の設定欄を並列に横方向に設けることによって、論理和をとった信号の論理積をとるという論理演算の内容を表示位置によって表したが、図６に示すように、論理和の図表示２０ｇ、論理積の図表示２０ｈ（論理和、論理積の図表示はＭＩＬによる）で論理演算の内容を表してもよい。

図７は、出力信号設定処理の動作手順処理を示すフローチャートである。
まず表示装置６の表示画面に図２に示すような信号設定画面を表示し（ステップａ１）、前述したように該信号設定画面に出力信号に対する論理演算を行なうための信号を設定する（ステップａ２）。制御装置１のＣＰＵは、この入力データに基づいてＲＡＭ５内の出力信号テーブルを更新し（ステップａ３）、出力信号設定処理を終了する。

図８は、この出力信号テーブルの説明図である。ＣＯＮＤ［ｎ］は、自動運転中、半自動運転中、手動操作中、…等の射出成形機の状態ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）を示す信号であり、射出成形機が該当する状態となるとこの信号記憶部ＣＯＮＤ［ｎ］が「ＯＮ」になる。この射出成形機の状態に対応して、設定画面で設定された第１の論理和をとる信号として設定を記憶する記憶部ＯＲ１［ｎ］、第２の論理和をとる信号として設定を記憶する記憶部ＯＲ２［ｎ］が設けられている。
図２に示した設定画面で設定された例で説明すると、図２の設定画面では、第１の論理和の欄には「自動運転中」と「半自動運転中」が設定されていることから、記憶部ＯＲ１［１］と記憶部ＯＲ１［２］とが「ＯＮ」に設定される。又、第２論理和の欄には「計量中」が設定されていることから、記憶部ＯＲ２［１０］が「ＯＮ」に設定される。以下、このようにして出力信号テーブルがＲＡＭ５内に作成更新される。

こうして出力信号テーブルが更新されたあと、制御装置１のＣＰＵは該出力信号テーブルに基づいて、不揮発性ＲＡＭ４に格納されているシーケンスプログラムを実行して出力信号制御処理を実行する。図９は、該シーケンスプログラムにより所定周期毎行う出力信号制御処理における第１の論理和の論理演算処理のフローチャートである。
まず、指標ｎを「１」に設定すると共に、第１の論理和の演算結果を示す信号ＳＯＲ１を「ＯＦＦ」にセットする（ステップｂ１）。次に、出力信号テーブルの射出成形機の状態を示す記憶部ＣＯＮＤ［ｎ］が「ＯＮ」か判断し（ステップｂ２）、「ＯＮ」でなければステップｂ４に進み、「ＯＮ」ならば、ＯＲ１［ｎ］が「ＯＮ」として設定されているか判断する。すなわち、第１の論理和をとる信号として設定されているか判断し（ステップｂ３）、「ＯＮ」と設定されていなければ、ステップｂ４に進む。ステップｂ４では、指標ｎが射出成形機の状態の数Ｎ以下か判断し、指標がこの数Ｎを超えていなければ、該指標ｎを１インクリメントし（ステップｂ５）、ステップｂ２に戻る。以下、ステップｂ２からステップｂ５の処理を繰り返し実行し、ステップｂ２で射出成形機の状態を示す記憶部ＣＯＮＤ［ｎ］が「ＯＮ」と判断され、ステップｂ３で第１の論理和をとる信号として記憶部ＯＲ１［ｎ］が「ＯＮ」設定されていることが判別されると、ステップｂ６に移行し、第１の論理和の演算結果を示す信号ＳＯＲ１に「ＯＮ」をセットし、この第１の論理和の論理演算処理を終了する。又、指標ｎが射出成形機の状態の種類の数Ｎを超えるまで、記憶部ＣＯＮＤ［ｎ］及び記憶部ＯＲ１［ｎ］が共に「ＯＮ」と判断される場合がないときには、信号ＳＯＲ１はステップｂ１でセットされた「ＯＦＦ」の状態でこの処理を終了する。
図２に示すように第１の論理和として「自動運転中」と「半自動運転中」が設定されているときは、記憶部ＯＲ１［１］、記憶部ＯＲ１［２］が「ＯＮ」とセットされているから、射出成形機が自動運転状態となり記憶部ＣＯＮＤ［１］が「ＯＮ」となったとき、又は半自動運転状態となり記憶部ＣＯＮＤ［２］が「ＯＮ」となったとき、ステップｂ２，ｂ３が共に「Ｙｅｓ」となって、信号ＳＯＲ１は「ＯＮ」にセットされる。すなわち、射出成形機が自動運転状態又は半自動運転状態のとき信号ＳＯＲ１は「ＯＮ」となる。

図１０は、この第１の論理和の演算処理のシーケンスプログラムをラダー形式で表したときのラダー図である。
記憶部ＣＯＮＤ［ｎ］が「ＯＮ」となり、記憶部ＯＲ１［ｎ］が「ＯＮ」であるとき第１の論理和の結果を表す信号ＳＯＲ１が「ＯＮ」となることを表している。なおｎは１〜Ｎである。
又、図８に示す出力信号テーブルの代わりに図１１に示すような出力信号テーブルを設けて、出力信号設定処理においては、図１１に示す出力信号テーブルの記憶部ＡＤＤＲ［１］〜ＡＤＤＲ［Ｎ］の参照先を直接更新するようにすれば、記憶部ＯＲ１［ｎ］を用いなくても同様の処理は実現できる。図１１に示す出力信号テーブルは定義された参照先から機械状態を取得するＡＤＤＲ［１］〜ＡＤＤＲ［Ｎ］と参照先の設定例を表している。ＡＤＤＲ［ｎ］には参照先が定義されており、信号設定時に参照先が更新される。図１２はＡＤＤＲ［ｎ］が参照する信号状態から信号ＳＯＲ１を取得するフローチャートである。図１３は参照先を更新する方法に示すようなラダー図のシーケンスプログラムである。

図１４は、不揮発性ＲＡＭ４に格納されているシーケンスプログラムにおける第２の論理和の論理演算を行う処理のフローチャートである。この処理は、図９に示した第１の論理和の演算を行う処理のフローチャートと同様であり、図９のステップｂ１〜ｂ６が図１４のフローチャートのステップｃ１〜ｃ６にそれぞれ対応し、相違点は、ステップｂ３とステップｃ３において記憶部ＯＲ１［ｎ］が記憶部ＯＲ２［ｎ］に、ステップｂ１、ｂ６とステップｃ１、ｃ６において信号ＳＯＲ１がＳＯＲ２に変わった点である。すなわち記憶部ＣＯＮＤ［ｎ］が「ＯＮ」で記憶部ＯＲ２［ｎ］のときに、第２の論理和演算結果として信号ＳＯＲ２が「ＯＮ」として出力されるものである。

又、図１５は、この第２の論理和のシーケンスプログラムをラダー図で表したものである。この図１４、図１５で示す第２の論理和演算のシーケンスプログラム処理は、図９、図１０に示す第１の論理和演算のシーケンスプログラム処理と同等であるので説明は省略する。

そして、第１の論理和演算結果を示す信号ＳＯＲ１と第２の論理和演算結果を示す信号ＳＯＲ２の論理積が指定された出力先に出力信号として出力されることになる。図１６は、この信号ＳＯＲ１と信号ＳＯＲ２の論理積をとる処理を示すラダー図である。

図２に示した出力信号Ｓ−００１に対する設定では、図９〜図１０に示す第１の論理和演算処理により、「自動運転中」又は「半自動運転中」に信号ＳＯＲ１が「ＯＮ」となり、図１４〜図１５に示す第２の論理和演算処理により「計量中」に信号ＳＯＲ２が「ＯＮ」となり、図１６に示す信号ＳＯＲ１と信号ＳＯＲ２の論理積の演算処理により、信号Ｓ−００１は出力されることになる。

以上の通り、本発明においては、機械を使用するユーザは、あらかじめ機械に組み込まれている論理演算に与える信号を変更することで簡単に出力信号の出力タイミングを設定変更することができ、ユーザがシーケンスプログラムを変更または削除する必要はない。
さらに信号を選択するための設定欄の位置関係をシーケンスプログラムに準備された論理演算と対応させることで、ユーザが所望の論理演算を行なうに当たって、どの設定欄に信号を設定すればよいのかが容易に理解できる。すなわち、上述した実施形態のように、縦方向に並んだ信号名入力欄に設定された信号の組み合わせに対しては、論理和を演算し、横方向に並んだ論理和欄の各欄での論理和出力の論理積を演算する演算手段をあらかじめ用意しておけば、ユーザは出力信号を設定する設定欄を選択することで簡単な論理演算を行なわせることが可能である。
当然のことながら、ユーザが作成可能な信号は複数用意してもよい。

上述した実施形態では、射出成形機に適用した例をあげたが、他に各種機械に対しても信号の出力タイミング処理に利用できるものである。例えば、ドリル等の工作機械にパーツフィーダを接続する場合、加工中信号の立下り時にパルス信号を出力する設定を行うことで必要な信号を得ることができるものである。又、上述した実施形態では、論理演算として２つの論理和と論理積からなる論理演算について説明したが、機械及びその機械と周辺機器を含むシステムによっては、３つ以上の論理和欄を設け、各論理和欄の論理和演算結果を論理積してもよい。また、信号の否定（信号の反転）の論理を付加してもよいものであり、この場合、設定欄に否定の信号を設定し、論理演算を実行させるようにすればよいものである。又、設定を行う表示装置と論理演算を行う制御装置は、分離して配置してもよく、表示装置をネットワーク上に配置してもよい。

本発明を射出成形機に適用した一実施形態の要部ブロック図である。 同実施形態における信号に対して出力するタイミングを設定するための、設定画面の例を示す図である。 同実施形態における信号群を表示する画面の１例を示す図である。 同実施形態における信号に対して出力するタイミングを設定するための、設定画面の他の１例を示す図である。 同実施形態における信号群を表示する画面の他の１例を示す図である。 論理演算を行う信号を設定する画面の他の例の説明図である。 同実施形態における出力信号設定処理の動作手順処理を示すフローチャートである。 同実施形態における出力信号テーブルの説明図である。 同実施形態での出力信号制御処理における第１の論理和の論理演算を行う処理のフローチャートである。 同第１の論理和の論理演算処理のラダー図である。 同実施形態における射出成形機の信号の参照先を直接更新するようにしたときの出力信号テーブルの説明図である。 同実施形態における射出成形機の信号の参照先を直接更新するようにしたときの論理和の論理演算を行なう処理のフローチャートである。 同実施形態における射出成形機の信号の参照先を直接更新するようにしたときの第１の論理和の論理演算処理のラダー図である。 同実施形態での出力信号制御処理における第２の論理和の論理演算を行う処理のフローチャートである。 同第２の論理和の論理演算処理のラダー図である。 同実施形態における第１，第２の論理和出力の論理積の演算を示すラダー図である。 従来の技術において出力信号を設定する画面の一例である。

符号の説明

１ 制御装置
２ 機械（射出成形機）
３ 出力先（端子）
４ 不揮発性ＲＡＭ
５ ＲＡＭ
６ 表示装置
７ 入力装置（タッチパネル）
８ バス
２０ 設定画面
２１ 信号群表示画面

Claims (4)

1. 機械を制御する制御装置と表示装置及び入力装置とを有する機械の信号処理装置であって、前記制御装置は論理演算実行手段を備え、前記表示装置は前記論理演算実行手段の論理演算の内容と、あらかじめ定義された信号群とを表示し、前記入力装置は、前記表示装置に表示された前記信号群の中から信号を選択設定し、論理演算の結果の出力先を設定する手段を備え、前記論理演算実行手段は前記入力装置により選択設定された信号に対して論理演算を行い論理演算結果を設定された出力先に出力することを特徴とする機械の信号処理装置。
2. 前記表示装置に表示される論理演算の内容は、前記入力装置が前記論理演算実行手段に信号を与えるための複数の設定欄からなる設定欄群と該設定欄の表示位置により特定されることを特徴とする請求項１に記載の機械の信号処理装置。
3. 前記表示装置に表示される論理演算の内容は、前記入力装置が前記論理演算実行手段に信号を与えるための複数の設定欄からなる設定欄群と図記号により特定されることを特徴とする請求項１に記載の機械の信号処理装置。
4. 前記論理演算の内容は、前記設定欄内に設定した信号の論理和を演算し、複数の設定欄群から得られる各論理和の論理積を演算する請求項２又は請求項３に記載の機械の信号処理装置。
   

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