KR100719815B1 - Digital Motor Controller system including use of the Video Monitering System - Google Patents
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Abstract
본 발명은 영상감시기능을 포함하는 디지털 모터 제어 시스템에 관한 것으로서, 모터를 제어하는 디지털 모터 제어 시스템에 있어서, 상기 모터의 상태를 촬영하는 카메라와, 상기 카메라에서 촬영된 영상 데이터를 프레임 단위로 저장하는 제1의 메모리와, 상기 모터의 전압 및 전류의 계측에 의한 동작 상태의 데이터가 상기 중앙처리장치에 미리 설정된 범위를 벗어나면 상기 모터에 이벤트가 있는 것으로 판단하고, 상기 이벤트가 있는 경우에는 이벤트가 발생된 시각과 상기 이벤트가 발생된 시각에 상기 촬영된 프레임 단위의 영상 데이터를 저장하는 제2의 메모리를 포함하고, 상기 중앙처리장치는 상기 제2의 메모리에 저장된 상기 이벤트 발생 정보를 상기 표시부에 디스플레이시키는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a digital motor control system including a video surveillance function, the digital motor control system for controlling a motor, the camera for photographing the state of the motor, and the image data captured by the camera in the frame unit If the first memory and the data of the operating state by measuring the voltage and current of the motor is out of the preset range in the CPU, it is determined that there is an event in the motor, and if there is the event And a second memory configured to store image data in the photographed frame unit at the time at which the event occurs and the time at which the event occurs, wherein the central processing unit is configured to display the event occurrence information stored in the second memory. It is characterized by displaying on.
모터 이상에 따른 이벤트 발생시 시간 정보와 그 시점의 비디오 화면을 저장함으로써, 사고원인 분석 때 관리자는 모터이벤트 정보와 함께 사고 영상을 확인할 수 있는 효과가 있다.By storing the time information and the video screen at the time of occurrence of the event according to the motor failure, the administrator can check the accident image together with the motor event information when analyzing the cause of the accident.
디지털 모터 제어기, 로컬 컨트롤 패널, 카메라, 오버레이Digital Motor Controller, Local Control Panel, Camera, Overlay
Description
도 1은 본 발명의 시스템 블록 다이어그램1 is a system block diagram of the present invention
도 2는 본 발명의 영상 감시 주요부의 블록 다이어그램Figure 2 is a block diagram of the main part of the video surveillance of the present invention
도 3은 본 발명의 비디오 오버레이 예시도3 is an exemplary video overlay of the present invention.
도 4는 종래 시스템의 블록 다이어그램4 is a block diagram of a conventional system
본 발명은 영상감시기능을 포함하는 디지털 모터 제어 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 배수, 오수, 급수, 소화전 등의 모터조작의 상태를 현장에 설치된 적외선램프와 Pan/Tilt 제어가 내장된 CCD 카메라 또는 CMOS 카메라로부터 동영상을 전력선 모뎀 또는 동축선을 통하여 배전반실의 디지털 모터 제어기의 TFT-LCD 화면을 통하여 풀 사이즈(full size) 또는 임의의 사이즈 형태로 오버레이 윈도우(overlay window)를 만들어 현장 상황을 실시간으로 보여주고, 과전류, 결상, 불평형, 단락, 구속, 역상, 지락, 부족전류 등의 모터 이상에 따른 이벤트 발생시 그 시간정보와 그 시점의 비디오 화면을 프레임(Frame) 단위로 일정량 저장하는 기능으로 사고 원인 분석 때 관리자는 모터 이벤트 정보와 함께 사고 영상을 확인할 수 있어 신속한 사고분석이 가능하며, 또한 디지털 모터 제어 시스템를 통한 부하모터의 기동방식 조작 및 계측에 있어서 터치 패널(Touch Panel)과 TFT-LCD로 모터 제어에 필요한 모든 사항을 아이콘(Icon)화하여 사용자 지향의 유저 인터페이스(User Interface)를 구현하고, 네트워크 통신기능에 의해 원격지에서도 모든 감시와 조작을 할 수 있어, 관리자 혼자서도 현장공사 직후 또는 정상 조작전에 무부하 점검시 디지털 모터 제어 시스템를 통하여 모터 자체의 결함과 회전 방향을 실시간으로 손쉽게 확인할 수 있어 현장에 로컬 컨트롤 패널과 추가적인 영상시스템 등이 필요치 않고, 시스템 관리 인원수를 줄일 수 있는 영상 감시 기능을 포함하는 디지털 모터 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a digital motor control system including an image surveillance function, and more particularly, a CCD camera with an infrared lamp and pan / tilt control installed in a field to control motor operation conditions such as drainage, sewage, water supply, and fire hydrant. Alternatively, the video footage from the CMOS camera can be displayed on the TFT-LCD screen of the switchboard room's digital motor controller via a power line modem or coaxial line to create an overlay window in full size or in any size form. When the event occurs due to motor abnormality such as over current, phase loss, unbalance, short circuit, restraint, reverse phase, ground fault, under current, etc. When analyzing the cause, the administrator can check the accident image along with the motor event information for quick accident analysis. In the operation and measurement of the load motor starting method through the digital motor control system, a user-oriented user interface is realized by making all icons necessary for motor control with a touch panel and TFT-LCD. All the monitoring and operation can be performed remotely by the network communication function, and even the administrator alone can easily check the defect and rotation direction of the motor itself in real time through the digital motor control system when no load is checked immediately after construction work or before normal operation. The present invention relates to a digital motor control system including a video surveillance function that does not require a local control panel and an additional video system, and reduces the number of system administrators.
일반적으로 모터의 제어는 타이머와 전류계, 마그네틱 스위치 등으로 구성되어지는 기계식 방식과 도 4와 같이 디지털 모터 제어기에 의한 전자화 방식으로 구분된다. 과거 모터 제어기는 과전류 감시 및 모터 기동정지 등의 단순한 제어에 치우쳐 있어 모터 제어에 문제 발생시 현장에 직접 관리자가 출동하여 로컬 컨트롤 패널에서 모터 제어기를 초기화하거나 정지/기동 등의 상태를 배전반실의 또 다른 관리자와 유선 또는 무선통화를 이용하여 상호 검사하는 구조로 되어 있어 유지보수 시간이 많이 걸리는 등의 문제가 있었다. 경우에 따라 모터의 오작동으로 인한 사고발생시 인명 및 재산상의 피해가 큰 중요지역에서는 효과적인 현장 감시를 위해서 많은 예산을 들여 CCTV 또는 DVR 등의 추가적인 영상 시스템을 모터 제어기와는 별도로 설치하여야만 했다. 그러나 이 영상시스템은 일반적으로 형식적인 감시에 지나지 않고, 모터 제어기와는 독립된 형태로 관리되어 정작 사고발생시 사고의 원인분석에는 별다른 도움을 주지 못하고 있는 문제점을 가지고 있었다.In general, the control of the motor is divided into a mechanical method consisting of a timer, an ammeter, a magnetic switch, and the like, and an electronic method using a digital motor controller as shown in FIG. 4. In the past, the motor controller was biased to simple control such as overcurrent monitoring and motor start stop, so when a problem occurred in the motor control, the manager directly dispatched to the site to initialize the motor controller in the local control panel or to change the status of stop / start, etc. There is a problem such that it takes a lot of maintenance time because it has a structure to inspect with a manager and a wired or wireless call. In some cases, additional video systems, such as CCTV or DVR, had to be installed separately from the motor controllers in order to effectively monitor the site in important areas where accidents caused by motor malfunction caused a lot of human and property damage. However, this video system is generally only a formal surveillance, and is managed in a form independent of the motor controller, and thus has little problem in analyzing the cause of an accident when an accident occurs.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 배수, 오수, 급수, 소화전 등의 모터의 조작상태를 현장에 설치된 적외선 램프와 Pan/Tilt 제어가 내장된 CCD 카메라 또는 CMOS 카메라로부터 동영상을 전력선 모뎀 또는 동축선을 통하여 배전반실의 디지털 모터 제어기의 TFT-LCD 화면을 통하여 풀 사이즈 또는 임의의 사이즈로 오버레이 윈도우를 만들어 현장의 상황을 실시간으로 보여주고, 과전류, 결상, 불평형, 단락, 구속, 역상, 지락, 부족전류 등의 모터경보에 따른 이벤트 발생시 시간정보와 그 시점의 비디오 화면을 프레임 단위로 일정량 저장하는 기능으로 사고원인 분석 때 관리자는 모터 이벤트 정보와 함께 사고영상을 확인할 수 있어 신속한 사고분석이 가능하며, 또한 디지털 모터 제어기를 통한 부하모터의 기동방식 조작 및 계측에 있어서 터치 패널과 TFT-LCD로 모터 제어에 필요한 모든 사항을 아이콘화하여 사용자 지향의 유저 인터페이스를 구현하고, 네트워크 통신기능에 의해서 원격지에서도 모든 감시와 조작을 할 수 있어, 관리자 혼자서도 현장 공사 직후 또는 정상 조작 전에 무부하 점검시 제어기를 통하여 모터 자체의 결함과 회전 방향을 실시간으로 손쉽게 확인할 수 있어 현장에 로컬 컨트롤 패널과 추가적인 영상시스템 등이 필요치 않아 시스템의 초기 도입비용을 줄일 수 있고, 내장된 영상 시스템을 통한 신속한 사고분석으로 디지털 모터 제어기의 신뢰성이 높아지며, 시스템의 관리 인원수를 줄일 수 있어, 유지보수 비용 절감효과를 가지는데 그 목적이 있는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, the operation of the operation of the motor, such as drainage, sewage, water supply, fire hydrant, etc., the power line to the video from the infrared camera and the CCD camera or CMOS camera with built-in Pan / Tilt control Through the modem or coaxial line, the TFT-LCD screen of the digital motor controller in the switchboard room creates an overlay window in full size or arbitrary size to show the situation in real time, and overcurrent, phase loss, unbalance, short circuit, restraint, reverse phase It is a function that saves a certain amount of time information and video screen at the time of frame when an event occurs due to motor alarm such as a ground fault, undercurrent, etc. Operation of the load motor via the digital motor controller In the measurement, the touch panel and TFT-LCD make all the icons necessary for motor control and realize a user-oriented user interface, and all the monitoring and operation can be performed remotely by the network communication function. Or, when checking the load before normal operation, it is easy to check the defect and rotation direction of the motor itself through the controller in real time, so that no local control panel and additional imaging system are needed in the field, and thus the initial introduction cost of the system can be reduced. The rapid accident analysis through the system increases the reliability of the digital motor controller and reduces the number of people in the system, thereby reducing maintenance costs.
상기의 목적을 달성하기 위해 영상 감시기능을 포함하는 디지털 모터 제어 시스템은 부하모터의 기동방식 조작 및 계측과 함께 영상 감시기능을 위하여 현장에 설치된 카메라로부터 전력선 모뎀 또는 동축선을 통하여 아날로그 신호를 입력받아 비디오 디코더를 통해 디지털 신호로 변환하고, TFT-LCD에 디스플레이하려는 오버레이 윈도우 사이즈로 스케일링된 PIP(Picture in Picture) 윈도우 이미지와 터치 패널을 통하여 사용자가 선택한 아이콘화된 메인 윈도우 이미지(Main window image)를 디스플레이 메모리에 실시간으로 저장하고, 중앙처리장치에 의해 두 개의 윈도우 이미지를 디지털 멀티플렉서(Digital MUX)의 Transparent/Average/ And/Or/Invert 오버레이(Overlay) 기능을 통하여 TFT-LCD로 영상을 디스플레이한다.
또한, 모터 이상에 따른 이벤트 발생시 시간정보를 리얼 타임 클럭(Real Time Clock)으로부터 읽어오고, 그 시점의 비디오 화면을 프레임 단위로 일정량 JPEG 등의 영상화일로 저장하여 사고원인 분석 때 모터 이벤트 정보와 함께 사고영상을 확인할 수 있도록 플레이 백(Playback) 기능을 통하여 신속하게 TFT-LCD로 영상을 표현하는 영상 감시기능을 제공하여 유지 보수시 작업자에게 편리성을 제공할 수 있는 것이다.In order to achieve the above object, a digital motor control system including an image monitoring function receives an analog signal through a power line modem or coaxial line from a camera installed in the field for an image monitoring function together with operation and measurement of a load motor starting method. Converts to a digital signal through a video decoder, and scales the picture in picture (PIP) window image to the size of the overlay window you want to display on the TFT-LCD, and the user-selected iconized main window image through the touch panel. It is stored in the display memory in real time and the image is displayed on the TFT-LCD by the central processing unit through the Transparent / Average / And / Or / Invert overlay function of the digital multiplexer.
In addition, the time information is read from the real time clock when an event occurs due to a motor error, and the video screen at that time is stored as a certain amount of image files such as JPEG in a frame unit, and the motor event information is used when analyzing the cause of the accident. It can provide convenience to the operator during maintenance by providing a video surveillance function that expresses the image with TFT-LCD quickly through the playback function to check the accident image.
이하 첨부된 도면에 의거 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 시스템 블록 다이어그램이다. 1 is a system block diagram of the present invention.
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디지털 모터 제어기(100)를 통한 부하모터의 기동방식 조작 및 계측은 터치 패널(121)과 TFT-LCD(120)로 모터 제어에 필요한 모든 사항을 아이콘화하여 사용자 지향의 유저 인터페이스(501)로 구현한다.
네트워크 인터페이스(126)와 네트워크(127)로 이루어지는 네트워크 통신기능에 의해 원격지 컴퓨터(128)에서도 디지털 모터 제어기(100)의 모든 감시와 조작을 할 수 있도록 구성된다.
또한, 부하 모터부(300)에 설치된 카메라(307)에 의해 촬영된 아날로그의 영상신호는 전력선 모뎀(111) 또는 동축선을 통하여 비디오 디코더(112)에 입력되어 디지털 신호로 변환된다.
변환된 디지털 영상신호는 TFT-LCD(120)에 디스플레이하려는 오버레이 윈도우 사이즈로 스케일링된 PIP 윈도우 이미지(502)형태로 디스플레이 메모리(115)에 실시간으로 저장되고, 또한 터치 패널(121)을 통하여 사용자가 선택한 아이콘화된 메인 윈도우 이미지(501)는 디스플레이 메모리(115)에 실시간으로 저장된다.
중앙처리장치(101)는 두 개의 윈도우 이미지(501)(502)를 디지털 멀티플렉서(118)의 Transparent/Average/And/Or/Invert 오버레이 기능을 통하여 TFT-LCD(120)로 영상을 디스플레이한다.
그리고 모터의 이상에 따른 이벤트 발생시 시간 정보를 리얼 타임 클럭(129)으로부터 읽어오고, 그 시점의 비디오 화면을 프레임 단위로 일정량 JPEG 등의 영상화일로 저장하여 사고원인 분석 때에 모터 이벤트 정보와 함께 사고시의 영상을 확인할 수 있도록 플레이 백 기능을 통하여 신속하게 TFT-LCD(120)로 보여주도록 구성되어 있다. The operation and measurement of the start-up method of the load motor through the
The network communication function consisting of the network interface 126 and the
In addition, the analog video signal photographed by the
The converted digital video signal is stored in real time in the
The
When the event occurs due to a motor error, the time information is read from the
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디지털 모터 제어기(100)를 통한 주모터(303) 또는 예비모터(304)의 기동은 터치 패널(121)과 TFT-LCD(120)에 디스플레이되는 아이콘화된 메뉴를 통하여 모터용량에 따라 직입 기동, Y-△ 기동, 가역 기동, 리액터 기동을 선택하여 설정되고, 모터(303 또는 304)의 입력전류의 범위 즉, CT(Current Transformer)(202)로부터 입력되는 전류의 범위를 설정하고 모터(303 또는 304)를 기동시킨다.
중앙처리장치(100)는 미리 정해진 타이밍 시퀀스에 의하여 모터 다중 구동부(103)를 통하여 전원부(200)의 마그네틱 스위치(203 또는 205)를 구동시키고, 이 마그네틱 스위치(203 또는 205)의 접점(204 또는 206)이 온(on)되어 모터(303 또는 304)는 기동된다.Starting the
The
여기서, 중앙처리장치(101)의 이상으로 정상적인 모터조작이 어려운 경우에 모터 다중 구동부(103)는 모터제어의 실질적인 구동소자인 릴레이 또는 무접점릴레이의 동작을 중앙처리장치(101)를 통하지 않고 논리회로로 구성된 하이브리드 IC 비상조작부(102)의 조작버튼으로 현재 설정되어 있는 모터의 기동방식으로 비상조작이 가능하다.
하나의 디지털 모터 제어기(100)에는 주모터(303)와 예비모터(304)를 조작할수 있도록 모터 구동부를 확장할 수 있는 커넥터를 두어 다중 구동이 가능하도록 되어 있다.In this case, when the normal motor operation is difficult due to the abnormality of the
One
주모터(303) 또는 예비모터(304)의 기동에 따른 전류감시와 전압감시를 위해 CT(전류) 입력부(106)와 PT(전압) 입력부(105)를 통하여 입력된 신호는 A/D 컨버터(Converter)(104)에서 각각 샘플링(sampling)되고 이는 중앙처리장치(101)에서 프로그램적인 적분기를 통하여 그 값이 계산된다.
그 값은 중앙처리장치(101)의 분석과정을 통해 그 값이 과전류, 결상, 불평형, 단락, 구속, 역상, 지락, 부족전류 등에 대한 이상이 있는지 여부가 판단되고, 이상이 있다고 판단되는 이벤트가 발생되면 그 이벤트에 의해 부하 모터의 보호와 이벤트의 내용을 기록하게 된다.Signals input through the CT (current)
The value of the
TCP/IP 포트 또는 RS-232C 포트로 구성된 네트워크(127)를 통하여 원격지 컴퓨터(128)에서도 디지털 모터 제어기(100)에 의한 모터조작, 영상감시 및 모터의 상태를 감시할 수 있다.The
도 2는 본 발명의 영상 감시 주요부의 블록다이어그램이다.
터치 패널(121)은 적외선 방식 또는 4선식 저항막 방식 등을 이용하며, 관리자의 터치에 의해 터치 패널(121)에 입력되는 데이터는 아날로그 멀티플렉서(Analog MUX)(122)와 A/D 컨버터(123)를 통하여 디지털 값으로 변환되고, 변환된 디지털 값은 터치 컨트롤러(Touch Controller)(124)에 의하여 입력되는 데이터와 이미 정해져 있는 TFT-LCD의 해상도를 대입하여 X(가로)축과 Y(세로)축의 좌표값을 얻는다.2 is a block diagram of the main part of the video surveillance of the present invention.
The
부하 모터부(300)에 설치된 카메라로(307)부터 출력되는 아날로그의 영상신호는 전력선 모뎀(111) 또는 동축선을 통하여 비디오 디코더(112)로 입력되고, 비디오 디코더(112)에서는 디지털 신호인 BT656(YUV4:2:2) 신호로 변환하여 리사이저(Resizer)(113)로 보낸다.
리사이저(113)는 입력된 영상신호를 TFT-LCD(120)에 디스플레이하려는 오버레이 윈도우 사이즈로 스케일링된 PIP 윈도우 이미지(502)로 변환하여 YUV/RGB 컨버터(114)로 보낸다.
YUV/RGB 컨버터(114)는 리사이저(113)로부터 입력된 PIP 윈도우 이미지(502)를 16 bit RGB 신호로 변환하여 제1의 메모리인 디스플레이 메모리(115)의 PIP 윈도우 메모리영역에 실시간으로 저장한다.
터치 패널을 통하여 사용자가 선택한 아이콘화된 메인 윈도우 이미지(501)도 디스플레이 메모리(115)의 메인 윈도우 메모리 영역에 저장된다.The analog video signal output from the
The
The YUV /
The iconized
색상의 깊이(Color depth)가 각기 다른 메인 윈도우 이미지(501)와 PIP 윈도우 이미지(502)는 중앙처리장치(101)의 명령에 의해 각각 룩업 테이블 1(Lookup Table : LUT)(116)과 룩업 테이블 2(117)를 통해 24 BIT RGB신호로 변환되고, 변환된 두 신호는 디지털 멀티플렉서(118)를 통하여 이미 정해진 오버레이 기능(Transparent/ Average/And/Or/Invert)중 하나를 이용하고, 오버레이를 위한 가로, 세로의 시작위치와 종료위치 데이터를 참조하여 오버레이 키 컬러(Overlay key color) 값과 메인 윈도우 이미지(501)가 서로 일치하는 영역에 PIP 윈도우 이미지(502)를 오버레이시킨 이미지(503)를 출력시켜 출력 타이밍 제어부(Output Timing Control)(119)로 보내고, 출력 타이밍 제어부(119)는 최종적인 24 BIT RGB 신호를 TFT-LCD(120)로 보내 디스플레이된다.The
중앙처리장치(101)는 모터의 이상에 따른 이벤트 발생시 시간 정보를 리얼 타임 클럭(129)으로부터 읽어오고, 그 시점의 비디오 화면을 JPEG 코덱 등의 비디오 코덱(Vedio Codec)(110)을 통해 압축하여 프레임 단위로 일정량을 JPEG 등의 영상화일로 제2의 메모리인 플래시 메모리(Flash Memory)(125)에 저장한다.
사고원인을 분석하게 되는 때에는 모터의 이벤트 정보와 함께 사고 영상을 확인할 수 있도록 플래시 메모리(125)에 저장되어 있는 JPEG 등의 영상 데이터를 JPEG 코덱 등의 비디오 코덱(110)을 통해 TFT-LCD(120)로 디스플레이시켜 주는 플레이백(Playback)기능을 구현하게 된다. The
When analyzing the cause of the accident, image data such as JPEG stored in the
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본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 본 발명의 특허청구범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, such changes are within the scope of the claims of the present invention.
이와 같은 본 발명을 이용하면 관리자 혼자서 모터 자체의 결함과 회전 방향을 실시간으로 손쉽게 확인할 수 있어 로컬 컨트롤 패널과 추가적인 영상시스템 등이 필요치 않으므로 시스템의 초기 도입 비용을 줄일 수 있고, 내장된 영상시스템으로 동영상 화면 지원뿐만 아니라 과전류, 결상, 불평형, 단락, 구속, 역상, 지락, 부족전류 등의 모터경보에 따른 이벤트 발생시 시간정보와 그 시점의 비디오 화면을 프레임 단위로 일정량 저장하는 기능으로 사고원인 분석 때에 관리자는 모터 이벤트 정보와 함께 사고 영상을 확인할 수 있어 신속한 분석이 가능하여 디지털 모터 제어 시스템의 신뢰성이 높아지고, 시스템의 관리 인원수를 줄일 수 있어, 유지보수 비용 절감효과가 있는 것이다.By using the present invention as described above, the administrator alone can easily check the defects and the rotation direction of the motor itself in real time, so that a local control panel and an additional video system are not required, thereby reducing the initial introduction cost of the system, and a video with the built-in video system. In addition to screen support, it is a function that saves a certain amount of time information and video screens at the time of event according to motor alarm such as over current, phase loss, unbalance, short circuit, restraint, reverse phase, ground fault, under current, etc. It can check the accident image together with the motor event information, so that it can be analyzed quickly, thereby increasing the reliability of the digital motor control system and reducing the number of management personnel, thereby reducing maintenance costs.
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- 2005-08-23 KR KR1020050077342A patent/KR100719815B1/en not_active IP Right Cessation
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