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SPS 2020 Antriebstechnik-Highlights zur SPS Connect

Redakteur: Stefanie Michel

Auch wenn es 2020 keine Live-Messe gibt: im Umfeld der virtuellen SPS Connect präsentieren Hersteller der Antriebs- und Automatisierungtechnik zahlreiche Neuheiten. Wir geben Ihnen hier einen Überblick.

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Virtuelle Meetings und Vorträge werden in diesem Jahr den persönlichen Messebesuch auch bei der SPS ersetzen.
Virtuelle Meetings und Vorträge werden in diesem Jahr den persönlichen Messebesuch auch bei der SPS ersetzen.
(Bild: Mesago / Malte Kirchner)

Die Fachmesse „SPS – Smart Production Solutions“ ist für die Automatisierungsbranche stets der krönende Jahresabschluss, doch auch sie muss in diesem Jahr coronabedingt in digitaler Form stattfinden. Neben den , die für Gespräche und Kontaktaufnahme zur Verfügung stehen, bietet die Messe zudem ein breites Vortragsprogramm.

Das SPS-Team des Messeveranstalters Mesago hat für die virtuelle SPS Connect ein durchdachtes Programm zu aktuellen Themen aus der Automatisierung zusammengestellt – darunter Themen wir Cybersicherheit, Produktions-IT, Robotik, funktionale Sicherheit, Motion Control, DC-Infrastruktur, intelligente Betriebskonzepte, Sensorik, Industrie 4.0, Digitaler Zwilling und industrielle Kommunikation. All diese Themen werden im Rahmen der interaktiven Veranstaltung in Keynote-Sessions, Expertenvorträgen, Diskussionsrunden und Beiträgen von Ausstellern weiter vertieft.

Dennoch bleibt auch in einem „Pandemie-Jahr“ die Produktentwicklung bei vielen Unternehmen nicht stehen. Wie in den vergangenen Jahren nutzen sie die Plattform der SPS, um Produktneuheiten und Erweiterungen ihres Portfolios zu präsentierten. Im Folgenden haben wir deshalb einige Highlights aus dem Bereich der elektrischen Antriebstechnik zusammengetragen, die gerade vorgestellt werden.

SEW: Kompakter Schaltschrankumrichter und neue Servomotoren für Movi-C

SEW-Eurodrive erweitert seinen Automatisierungsbaukasten Movi-C um die Umrichterbaureihe Movitrac advanced.
SEW-Eurodrive erweitert seinen Automatisierungsbaukasten Movi-C um die Umrichterbaureihe Movitrac advanced.
(Bild: SEW-Eurodrive)

Zur SPS Connect erweitert SEW-Eurodrive seinen Automatisierungsbaukasten Movi-C um die Umrichter-Baureihe Movitrac advanced. Die kompakte Bauweise spart Schaltschrankplatz und der weite Leistungsbereich von 0,25 bis 315 kW sorgt für Flexibilität bei vielen Antriebslösungen. So lässt sich der Frequenzumrichter in vielen Anwendungsbereichen für konstante Bewegung und dynamische Positionieranwendungen einsetzen.

Die vorkonfigurierte Softwaremodule Movikit sollen für zahlreiche Anwendungsfälle die Inbetriebnahme – ganz ohne Programmierkenntnisse – vereinfachen und damit während der Inbetriebnahmephase deutliche Zeit einsparen. Durch die digitale Datenschnittstelle Movilink DDI mit elektronischem Typenschild sei zudem eine schnelle Auto-Inbetriebnahme möglich.

Die integrierte Kommunikationsschnittstelle – wahlweise Ethercat Profinet, EtherNet/IPTM, Modbus TCP oder Powerlink – ermöglicht die Anbindung an gängige Steuerungssysteme. Durch eine skalierbare und integrierte Sicherheitstechnik mit einer Vielzahl an Sicherheitsfunktionen, darunter STO, SBC oder SLS; in Kombination mit sicherer Kommunikation über Profisafe/Profinet und FSoE – Fail Save over Ethercat ergeben sich weitere Möglichkeiten für den Anwender.

Servomotoren für hohe externe Lasten

Die Servomotorenbaureihe CM3C.. umfasst jetzt die Baugrößen 63, 71, 80 und 100.
Die Servomotorenbaureihe CM3C.. umfasst jetzt die Baugrößen 63, 71, 80 und 100.
(Bild: SEW-Eurodrive)

Eine weitere Erweiterung des Automatisierungsbaukasten Movi-C ist die Servomotorenbaureihe CM3C.. mit Motoren für hohe externe Lasten. Die Baureihe CM3C.. umfasst jetzt die Baugrößen 63, 71, 80 und 100.

Diese kompakte Baureihe mit erhöhter Massenträgheit wird in Maschinen und Applikationen eingesetzt, bei denen aus regelungstechnischen Gründen ein geringes Verhältnis von Lastträgheit zur Motorträgheit gewünscht ist. Dazu sind zahlreiche Optionen verfügbar, beispielsweise Bremsen sowie umfangreiche Anschlusstechnik zur Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse der Kundenapplikation. Die Baureihe gibt es optional auch mit der Einkabeltechnik Movilnk DDI. Damit ist eine weitgehende digitale Integration möglich. So wird beim Anschluss der Motoren an Umrichter von SEW-Eurodrive automatisch eine Auto-Inbetriebnahme durchgeführt. Die Gebersignale werden digital übertragen; auch die Bremsenansteuerung erfolgt digital.

Damit die Kunden größtmögliche Flexibilität in ihrer Anlage haben, wird die Motorenbaureihe CM3C.. künftig neben den SEW-Standardgebersystemen auch mit Drive-Cliq-, Endat-2.2- und Hiperface-DSL-Gebern angeboten.

Wie bei SEW-Eurodrive üblich, bietet die Motorenbaureihe eine Vielfalt an Optionen. Typische Einsatzbereiche der Servomotorenbaureihe CM3C.. sind die Maschinenautomatisierung, Handlingportale sowie Fahrwerksantriebe.

Maxon: Multi-Achs-Controller für hochdynamische Positionieraufgaben

Der Multi-Achs-Controller MiniMACS6-AMP-4/50/10 kann bis zu sechs DC- oder vier BLDC-Motoren hochdynamisch und präzise ansteuern.
Der Multi-Achs-Controller MiniMACS6-AMP-4/50/10 kann bis zu sechs DC- oder vier BLDC-Motoren hochdynamisch und präzise ansteuern.
(Bild: maxon motor)

Der Antriebsspezialist Maxon lanciert mit der MiniMACS6-AMP-4/50/10 die nächste Generation seiner Motion Controller. Die Steuerung kommt dort zum Einsatz, wo SPS-Lösungen zu teuer oder kundenspezifische Anforderungen hoch sind.

Der Multi-Achs-Controller kann bis zu sechs DC- oder vier BLDC-Motoren hochdynamisch und präzise ansteuern (bis 540 W Dauerleistung und 1,6 kW Spitzenleistung). Er stellt eine wirtschaftliche und kompakte Lösung dar für Systemdesigner, die autarke Roboter oder Shuttle-Systeme entwickeln.

Ein wesentlicher Vorteil der neuen Mehrachslösung sei die Programmierbarkeit mit der umfassenden Automatisierungssoftware Aposs IDE und der lizenzfreien Motion Control-Library (C-Sprache). Integrierte Bus-Schnittstellen erlauben den Datenaustausch mit übergeordneten Steuerungen. Komplette Prozessabläufe können aber auch ganz autark ohne SPS oder PC ausgeführt werden. Erhältlich ist die MiniMACS6-AMP-4/50/10 ab Anfang 2021.

Siemens: Analyze MyDrives als Edge-Anwendung

Im Rahmen der SPS Connect zeigt Siemens in einer eigenen virtuellen Veranstaltung, dem „Digital Enterprise SPS Dialog“, zahlreiche neue Produkte, Services und Lösungen. Siemens will mehr Intelligenz und damit eine höhere Flexibilität in die Produktion bringen und so die Industrie auf die eine nächste Stufe heben. Erreicht werde das durch die Verbindung von Automatisierungs- und Digitalisierungslösungen mit Zukunftstechnologien wie künstlicher Intelligenz, Edge und Cloud Computing oder Additive Manufacturing.

Siemens bietet erstmals die Möglichkeit, Themen im Dialog zu vertiefen und in einem virtuellen Showroom weitere Highlights in 3D zu entdecken.
Siemens bietet erstmals die Möglichkeit, Themen im Dialog zu vertiefen und in einem virtuellen Showroom weitere Highlights in 3D zu entdecken.
(Bild: Siemens)

Im Bereich der Antriebstechnik ergänzt Siemens seine Mindsphere-Applikation Analyze MyDrives um eine dazugehörige Edge-Version. Das Unternehmen führt damit erstmals eine Edge-Applikation für die Antriebstechnik in den Markt ein und demonstriert, wie Edge- und Cloud Computing intelligent miteinander verknüpft werden.

Im Bereich Predictive Services for Drive Systems erhält die Mindsphere-basierte Service-Applikation ein intelligentes Update. Die Applikation Predictive Service Assistance baut ab sofort auf einem KI-Algorithmus auf. Die App unterstützt Kunden unter anderem dabei, die Verfügbarkeit der überwachten Assets zu erhöhen und die Effizienz in der Instandhaltung zu steigern. Mit dem Sinamics G115D wird auch ein neues dezentrales Antriebssystem zu sehen sein, das speziell für den Einsatz in Horizontalförderanlagen entwickelt wurde. Bei Sinamics G115D handelt es sich um ein komplettes Antriebssystem, das Motor, Frequenzumrichter und Getriebe in einer Einheit umfasst.

Yaskawa: Neuer Frequenzumrichter für Krananwendungen

Der für Kran-Applikationen entwickelte Frequenzumrichter CR700 von Yaskawa erlebt auf der digitalen SPS connect seine Premiere.
Der für Kran-Applikationen entwickelte Frequenzumrichter CR700 von Yaskawa erlebt auf der digitalen SPS connect seine Premiere.
(Bild: Yaskawa)

Wenn sich die internationale Automatisierungsindustrie erstmals zur virtuellen „SPS Connect“ trifft, ist auch Yaskawa mit dabei: Unter dem Messe-Motto „Connectivity erleben“ zeigt der Hersteller von Antriebs- und Steuerungstechnik, Frequenzumrichtern und Robotik, was Konnektivität auf allen Ebenen vernetzter Industrie-4.0-Umgebungen bedeutet.

Als ein Highlight der virtuellen Messe stellt Yaskawa erstmals den neuen, speziell für Krananwendungen entwickelten Frequenzumrichter CR700 vor. Vor dem Hintergrund von 30 Jahren Erfahrung im Bereich Kranantriebe bietet der CR700 zahlreiche anwendungsspezifische Features wie eine Anti-Pendel-Funktion, eine synchronisierte Positionssteuerung, eine Lastausgleichsfunktion ohne Encoder und eine lastabhängige Optimierung der Geschwindigkeit.

Neuerungen gibt es auch im Bereich Steuerungen und Visualisierung: so steht beispielsweise eine neue Micro PLC bereit mit Strom- und/oder Spannungs-Analogeingängen, Modul-Erweiterungen bei der bewährten SLIO IO-Serie sowie Updates bei den Smart Panels.

Darüber hinaus präsentiert Yaskawa umfassende Automatisierungslösungen auf allen Ebenen der Maschinenarchitektur: von der Feld- und Steuerungsebene, über die systematische Nutzung digitaler Technologien bis hin zu übergeordneten Management- und Monitoringsystemen.

Eaton: Kleiner Frequenzumrichter für beengte Verhältnisse

Eaton stellt für die Automatisierungsbranche das neuen Antriebssysteme Rapid Link 5 und DM1 vor. Das dezentrale, elektronische Antriebssystem Rapid Link 5 ist eine Lösung für Anwendungen im Bereich der Fördertechnik. Bestehend aus zwei Gerätereihen, dem elektronischen Motorstarter RAMO5 und dem Frequenzumrichter RASP5, deckt das Rapid-Link-System ein breites Spektrum von Applikationen ab. Mit ihm lassen sich AC3 400/480 V Motoren schalten, steuern und schützen. Kommunikation ist über AS-Interface, Profinet sowie Ethernet/IP gegeben.

Der Power-XL-Frequenzumrichter DM1 vereint hohe Funktionalität auf kleinstem Raum. Er kommt überall dort zum Einsatz, wo Platz ein Thema ist, aber dennoch die Funktionalität eines gewöhnlichen Universal-Umrichters erfordert. Dazu zählen Pumpenapplikationen, HLK Applikationen und die Steuerung konventioneller Motoren wie Asynchronmotoren oder PM-Motoren.

Bei allen Motorsteuerungskonzepten von Eaton spielen Effizienzüberlegungen eine große Rolle und Experten des Unternehmens beraten Interessierte gerne, wie sie den Energieverbrauch ihrer Maschinen am besten reduzieren.

Push-in Anschlusstechnologie aus dem X-Start-Sortiment

Motorschutzschalter PKZ und Leistungsschütze DIL lassen sich mit der neuen Verdrahtungstechnik jetzt noch schneller und effizienter werkzeuglos verkabeln. Die neuen Push-in-Produkte sind dabei mit dem bisherigen X-Start-Sortiment der der Eaton Moeller Series kompatibel. Die Technologie wurde in Deutschland entwickelt und ist weltweit zugelassen. Gegenüber Schraub- und Federzugklemmen bringt die Push-in-Klemme eine eindeutige Zeit- und somit Kostenreduktion und sorgt gleichzeitig für erhöhte Sicherheit.

Sigmatek: Kompaktes Multiachs-Servosystem mit hoher Leistungsdichte

In einem kompakten Bauraum vereint die Dias-Drive-2000-Serie bis zu drei Achsen, Versorgung, Netzfilter, Bremswiderstand und Zwischenkreis mit hoher Leistung.
In einem kompakten Bauraum vereint die Dias-Drive-2000-Serie bis zu drei Achsen, Versorgung, Netzfilter, Bremswiderstand und Zwischenkreis mit hoher Leistung.
(Bild: Sigmatek)

Die neue DIAS-Drive-Generation MDD 2000 von Sigmatek kombiniert hohe Leistung und Flexibilität zur Steuerung von Servomotoren mit kompakten Design. Das modulare Multiachs-Servosystem ist mit Ein-, Zwei- und Dreiachsmodulen in unterschiedlichen Baugrößen beziehungsweise Leistungsklassen konzipiert und bietet bereits in der Standardausführung Safety-Funktionen.

Das flexible Servosystem kann ein- oder dreiphasig mit 230-480 VAC betrieben werden. Auch Versorgung, Netzfilter, Bremswiderstand und Zwischenkreis sind integriert – auf 75 mm × 240 mm × 219 mm in Baugröße 1. In dieser Baugröße schafft das Servosystem eine Leistung von 4 kW (3 × 5 A Nenn- beziehungsweise 3 × 15 A Spitzenstrom) und in Baugröße 2 bis zu 9 kW (3 × 10 A Nenn- beziehungsweise 3 × 30 A Spitzenstrom). Der Überlastfaktor liegt bei bis zu 300 %. Sehr kurze Reglerzykluszeiten von 62,5 µs verleihen den DIAS-Drives laut Hersteller eine exzellente Servo-Performance.

Werkzeuglose Verbindung der Achsmodule

Das kombinierte Versorgungs- und Achsmodul MDP 2000 mit bis zu drei integrierten Achsen kann standalone eingesetzt werden oder im Verbund mit beliebig vielen MDD-2000-Achsmodulen beider Baugrößen. So ist eine passgenaue Auslegung des Antriebskonzeptes einfach möglich. Alle Module können in Anreihtechnik werkzeuglos mit DCB („DC Connection Block“) und BCB („Bus Connection Block“) verbunden werden. So entfällt eine Einzelverdrahtung für Strom, Zwischenkreiskopplung und Echtzeit-Ethernet-Kommunikation mit Varan-Bus.

Neben den sicheren Stopp-Funktionen Safe Torque Off (STO) und Safe Stop 1 (SS1) verfügt die MDD 2000-Serie standardmäßig über Safe Operating Stop (SOS), Safe Brake Control (SBC) sowie Safely-Limited Speed (SLS) und ermöglicht Anwendungen bis SIL 3, PL e, Kat. 4.

Im Standard kommt die digitale Motorfeedback-Schnittstelle Hiperface DSL zum Einsatz. Neben der Einkabellösung werden zahlreiche Gebervarianten unterstützt: EnDat 2.1 und 2.2, Hiperface, Resolver, Sin/Cos, TTL, BiSS-C oder Tamagawa.

Moog: Maßgeschneiderte Lösungen für komplexe Bewegungsszenarien

Moog setzt einen Schwerpunkt auf elektromechanische Bewegungssteuerung und präsentiert eine Reihe individuell angepasster Lösungen, die in enger Abstimmung und Zusammenarbeit mit den Kunden entwickelt wurden.

Prinzipskizze Wirkweise des DE2020 Reglers.
Prinzipskizze Wirkweise des DE2020 Reglers.
(Bild: Moog / IHW Marketing)

Ein generelles Problem in der Energetik von Systemen und Maschinen ist die Tatsache, dass alle Komponenten auf die Anforderung der kurzfristigen Leistungs- beziehungsweise Lastspitzen ausgelegt sein müssen, obwohl diese nur einen geringen Anteil an der Betriebsdauer stellen. Moog geht mit dem DE2020 Energie-Rekuperations-Modul einen anderen Ansatz: Während des Normalbetriebes speichert das Modul überschüssige Energie, um sie gezielt im Moment der Spitzenlast ins System zu speisen.

In dieser Form werden zum einen Energieverluste bei Standardlast verringert, es ist eine Reserve für kurzfristige Maximallast vorhanden und das elektrische Design der Maschine kann insgesamt kleiner auf die Nomallast ausgelegt werden. Das spart folglich Ressourcen bei Komponenten und Energie. Mit dem DE2020 sind Voraussetzungen gegeben, ein schlankeres und auch ökonomisch effizienteres elektrisches Layout zu realisieren, mit ein Schlüssel zu „intelligenterer“ industrieller Anwendung.

Kostengünstiger Smartmotor in IP65

S-Style Smartmotor für nasse Einsatzbedingungen basiert auf den gleichen Bauteilen wie die Standardmotoren ohne IP-Schutz.
S-Style Smartmotor für nasse Einsatzbedingungen basiert auf den gleichen Bauteilen wie die Standardmotoren ohne IP-Schutz.
(Bild: Bernd Müller – Fotografie)

Daneben präsentiert Moog das neue IP65-geschützte S-Style-Modell der Smartmotor-Reihe. Im Gegensatz zu den bisherigen IP-geschützten Motoren der M/MT-Serie basiert der S-Style Smartmotor auf den gleichen Bauteilen wie die Standardmotoren ohne IP-Schutz. Dadurch reduzieren sich Herstellungskosten und Verkaufspreis erheblich. Die Welle kann in dieser Bauform zwar nicht abgedichtet werden, doch für die allermeisten IP-Anwendungen spielt das keine Rolle, da die Welle durch Getriebe, Achse oder Maschinenteile geschützt wird.

Neu ist die Konstruktion des abgeschrägten Deckels, der weitere Einbau-Möglichkeiten in beengten Räumen eröffnet: Die Steckverbindungen befinden sich bei diesem Modell auf der Rückseite des Deckels.

Als vollwertiger Smartmotor kann der S-Style komplexe Steuerungsaufgaben übernehmen, sodass er die SPS deutlich entlasten, in vielen Fällen sogar komplett ersetzen kann. Er ist verfügbar in den Baugrößen NEMA 23 und 34.

Elektrische Alternative zu Pneumatik und Hydraulik

Die Modellfamilie MG-Aktuatoren mit hohen Vorschubkräften.
Die Modellfamilie MG-Aktuatoren mit hohen Vorschubkräften.
(Bild: Moog)

Inzwischen werden viele elektro-mechanische (und hybride) Moog-Aktuatoren in klassischen hydraulischen und pneumatischen Anwendungen eingesetzt, doch das Potenzial in der Industrie ist bei weitem nicht ausgeschöpft. Dazu stellt Moog die MG-Aktuator-Serie vor, die mit hohen Vorschubkräften punktet. Sie eignet sich speziell für zukunftssichere Fertigungsprozesse durch flexible Positioniermöglichkeit und definierbare Kraftregelung, wobei ihre Dauerkräfte bei 1240 N bis 60.000 N liegen. Die Dimensionierung erfolgt nach der Effektivkraft, die Überlastfähigkeit des Servoantriebs erlaubt es, Kraftspitzen abzufangen und somit effizient zu operieren.

Neben Standards mit Hüben bis 350 mm und Verfahrgeschwindigkeiten bis 500 mm/s kann die MG-Serie mit kundenspezifischen Optionen aufwarten: Sonderhübe bis 800 mm, Mittenaufnahmen, angepasste Spindelsteigungen, individuelle Steckerbelegungen, spezielle Spindelabstützungen oder verschiedene Feedbacksysteme. Pneumatik-kompatible mechanische ISO Schnittstellen erleichtern den Einbau; optional ist zudem eine Variante mit invertiertem Rollengewindetrieb erhältlich.

EBM-Papst: Antriebssystem für dezentrale Anwendungen

Neben dem elektronisch kommutierten Motor sind im Antriebsbaukasten von EBM-Papst auch die Regelelektronik mit unterschiedlichen Kommunikationsschnittstellen, verschiedenen Getriebevarianten, Bremsen, Encoder und vielem mehr verfügbar.
Neben dem elektronisch kommutierten Motor sind im Antriebsbaukasten von EBM-Papst auch die Regelelektronik mit unterschiedlichen Kommunikationsschnittstellen, verschiedenen Getriebevarianten, Bremsen, Encoder und vielem mehr verfügbar.
(Bild: EBM-Papst)

EBM-Papst präsentiert auf der SPS connect das modulare ECI-Antriebssystem, das für dezentral gelöste Antriebsaufgaben innerhalb der Industrieautomatisierung für ortsfeste und mobile Applikationen geeignet ist. Das „Herz“ aller Konfigurationen ist ein bürstenloser, elektronisch kommutierter ECI-Innenläufer Servomotor. Der Schwerpunkt liegt bei Antrieben in Schutzkleinspannung – aktuell im Leistungsbereich zwischen 10 und 750 W. Neben dem elektronisch kommutierten Motor sind auch die Regelelektronik mit unterschiedlichen Kommunikationsschnittstellen, verschiedenen Getriebevarianten, Bremsen, Encoder und weiteren Komponenten verfügbar.

Baureihe von Axialventilatoren erweitert

Bereits Anfang 2020 hatte EBM-Papst die druckstabilen Axieco Protect Axialventilatoren mit Schutzgitter vorgestellt. Durch die geringe Geräuschemission ist er für Anwendungen in lärmsensiblen Bereichen besonders gut geeignet. Jetzt im November 2020 wird die bestehende Baureihe um die Axialventilatoren Axieco Perform mit einem Gehäuse aus Verbundwerkstoff erweitert.

Tecnotion: Serie der QTL-Torquemotoren erweitert

Die QTL-Torquemotor-Serie von Tecnotion ist jetzt durch zwei noch leistungsstärkere Varianten gewachsen.
Die QTL-Torquemotor-Serie von Tecnotion ist jetzt durch zwei noch leistungsstärkere Varianten gewachsen.
(Bild: Tecnotion)

Im letzten Jahr hatte Tecnotion die Serie der QTL-Torquemotoren auf der SPS vorgestellt, nun bekommt sie Zuwachs durch die noch leistungsstärkeren QTL-A-385- und QTL-A-485-Motoren. Durch ihr kompaktes Design eignen sie sich insbesondere für Applikationen, die trotz begrenztem Bauraum hohe Dauerdrehmomente von erfordern.

Die neuen Motoren sind in den Bauhöhen 85 mm und 105 mm erhältlich. Bei Verwendung der integrierten Wasserkühlung können Dauerdrehmomente von 407 bis 907 Nm erreicht werden. Kombiniert mit hohen Motorkonstanten wird laut Hersteller ein sehr gutes Wärmemanagement ermöglicht.

Merkmale wie zugentlastete Kabelausgänge, integrierte Temperatursensoren, hohe Motorkonstanten, niedrige Wärmewiderstände sowie geringe Stator- und Rotormassen sollen die die QTL-Motoren von anderen derzeit erhältlichen Torquemotoren unterscheiden. Des Weiteren erlauben die großen Innendurchmesser mehrere Kabel- und Schlauchdurchführungen. Deshalb eignen sich die Motoren unter anderem für den Einsatz in Drehtischen, Druckern, Material-Handhabungsapplikationen sowie Verpackungs- und Laserschneidmaschinen.

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