La llamada llegó a la 1:40 de la madrugada, hora habitual para este tipo de llamadas. Una empresa de suministro de agua en una zona costera, una de las varias plantas que abastecen la misma red de distribución, había perdido un módulo de comunicación durante el turno de noche. El operador que supervisaba el panel vio cómo una estación desaparecía de la vista general. La tendencia se estancó. El conjunto de bombas que controlaba esa estación dejó de responder a las órdenes, y el nivel del embalse comenzó a subir lentamente, casi de forma constante, hasta alcanzar una alarma de nivel máximo que nadie deseaba encontrar a las cuatro de la mañana.

El equipo hizo todo bien en los primeros veinte minutos. Reiniciaron la alimentación del rack. Reconectaron la fibra. Realizaron diagnósticos y descubrieron que el módulo de interfaz se había apagado: sin señal de actividad, sin controlador de respaldo que tomara el control, ya que esta estación tenía una configuración única en lugar de un par redundante. El técnico de turno era competente. Sabía exactamente qué módulo había fallado. Lo que no pudo decirle a nadie a las dos de la madrugada fue el número de pieza del reemplazo, la revisión del firmware que debía tener y dónde se encontraba el archivo del proyecto correspondiente a ese controlador.

El fallo en sí fue trivial. La recuperación tardó once horas, y casi ninguna de ellas se dedicó a reparar el hardware.

Esta es una recopilación de llamadas que he presenciado innumerables veces: en empresas de servicios públicos, en fábricas de papel, en una planta de cemento que operó con dos turnos menos mientras una pieza de repuesto permanecía almacenada a trescientos kilómetros de distancia con la etiqueta incorrecta. Nada en esta historia es extraordinario. Ese es el punto. Lo costoso de una interrupción imprevista en un sistema de control ABB antiguo rara vez es la pieza averiada, sino la documentación faltante relacionada con ella.

¿Qué salió mal, hora tras hora?

Comencemos con el módulo. La estación operaba un controlador bajo un sistema 800xA, con E/S S800 en campo y una interfaz de comunicación que conectaba la estación de E/S con el controlador a través del bus CEX. La interfaz había fallado. La planta no tenía repuestos disponibles. Se había pedido una vez, años atrás, como repuesto para un proyecto, pero se había consumido durante otro incidente y nunca se repuso. Ese es el primer error silencioso, y el más común: un repuesto que se usa y nunca se repone porque nadie se encarga de su reposición.

El segundo error estaba en los registros. El sistema CMMS listaba el módulo con una descripción genérica y un número de pieza aproximado, pero no exacto. Cuando el técnico de turno de noche intentó generar una orden de compra, el distribuidor preguntó qué revisión, qué variante, si se trataba de la versión de dos puertos o de la de un solo puerto. Nadie en el sitio pudo responder con seguridad, porque la placa de identificación estaba en la parte posterior de un módulo en lo profundo de un armario de distribución y el momento para ir a revisarlo era precisamente el que intentaban evitar.

El tercer error fue el firmware. Incluso una vez identificada la familia correcta, el reemplazo debía tener una versión de software compatible con el resto del sistema. Los controladores e interfaces de estas familias no son intercambiables entre revisiones arbitrarias. Un módulo con el firmware incorrecto no se instala fácilmente; genera una nueva falla mientras uno todavía está dentro del gabinete, intentando solucionar el problema a tientas.

El cuarto error fue el proyecto. El proyecto de ingeniería, el que describe la configuración de este controlador, había sido editado por última vez por un contratista que ya no trabajaba allí. La única copia conocida se encontraba en su computadora portátil. Había una copia de seguridad en algún lugar, en un servidor al que nadie había accedido en un año, protegida por una contraseña que tenía alguien de vacaciones. La planta podría reemplazar físicamente el módulo y aun así no poder reactivar la línea, porque un controlador de reemplazo necesita una revisión de proyecto compatible para poder ejecutar el proceso.

El quinto error fue el de los soportes y las licencias. Las herramientas de servicio, los soportes de licencia y la estación de trabajo de ingeniería que podía comunicarse con el controlador estaban dispersos en tres escritorios y un cajón cerrado con llave. Nadie podía encontrar el conjunto de soportes rápidamente.

Así fue como la planta volvió a funcionar, y resulta instructivo porque no fue una hazaña heroica. Localizaron el número de pieza exacto del módulo averiado extrayéndolo y fotografiando la etiqueta. Confirmaron la revisión del firmware con una nota de puesta en marcha que, por suerte, había conservado un ingeniero jubilado. Recuperaron una copia de seguridad del proyecto del servidor, tras media hora de angustiosa búsqueda de contraseñas, y la compararon con la revisión del controlador. Luego consiguieron una interfaz de repuesto de un especialista que disponía de existencias sobrantes. El repuesto llegó por transporte urgente a última hora de la tarde siguiente, se le instaló el software correcto y estuvo en línea antes del turno de noche. La línea estuvo parada durante once horas. El módulo costó mucho menos que la producción perdida. Un repuesto en stock y un simple registro habrían reducido la interrupción a dos horas.

Esa es toda la lección condensada en una noche, y todo lo que sigue es simplemente la versión sistemática de la misma.

El patrón, una vez que se eliminan los detalles

Cada uno de estos incidentes se reduce a los mismos cinco problemas. Primero, un módulo sin repuestos. Segundo, un número de pieza mal registrado o poco preciso en el sistema de mantenimiento. Tercero, una versión de firmware o software que nadie anotó. Cuarto, una copia de seguridad del proyecto que solo existe en una computadora portátil que ya no está en el edificio. Quinto, medios de licencia y herramientas de servicio que la persona que los necesita a las dos de la mañana no puede encontrar.

Cada una de esas deficiencias se puede solucionar fácilmente. Sin embargo, descubrirlas durante una parada de planta resulta extremadamente costoso. El esfuerzo de un ingeniero para recorrer una planta con un portapapeles y una cámara se mide en unos pocos días. El mismo descubrimiento, realizado bajo presión de producción, se traduce en pérdida de producción, gastos de envío urgentes y horas extras de todo el personal que espera.

Nótese también qué no causó la interrupción. No fue un misterioso fallo de firmware. No fue un protocolo obsoleto sin soporte. Fue un componente de hardware industrial conocido, catalogado y documentado por un proveedor que aún publica procedimientos de reemplazo. Estos sistemas fueron diseñados para recibir mantenimiento. El problema radicaba en la planta.

La familia de controladores AC 800M y por qué importan los sufijos.

El controlador en cuestión pertenece a la familia AC 800M, la misma que se utiliza en el sistema ABB Ability System 800xA y que también se encuentra en instalaciones AC 500 más antiguas que se han modernizado progresivamente. Es importante comprender la familia de controladores, ya que el número de modelo en la etiqueta tiene un significado técnico real, y un sufijo incorrecto puede indicar que el controlador no es compatible con los módulos ni ofrece el rendimiento que su estación necesita.

El PM851 es un ordenador de placa única de 32 bits que se conecta a la E/S S800 directamente a través del ModuleBus y admite un máximo de un módulo de bus CEX. Esta limitación de un solo módulo es el detalle que causa problemas a quienes intentan ampliar una estación PM851 sin comprobarlo previamente. Si una estación ha desarrollado una segunda necesidad de comunicación desde su puesta en marcha, el PM851 no es el lugar adecuado para añadirla.

El PM862 ofrece un rendimiento aproximadamente 1,2 veces superior al del PM861 y admite hasta doce módulos de bus CEX individuales o seis redundantes. Esto supone un salto significativo tanto en rendimiento como en capacidad de expansión, y se convierte en la solución ideal para estaciones que requieren varias interfaces.

El PM864 es aproximadamente un 50 % más rápido que el PM861 en la ejecución de programas de aplicación y admite hasta doce módulos de bus CEX individuales. Cuando una planta necesita optimizar los tiempos de escaneo o maneja una aplicación exigente, el PM864 es la primera opción que los compradores suelen considerar.

El PM864A reemplaza al PM864 y admite doce módulos CEX individuales o seis redundantes, lo que añade flexibilidad de bus redundante a la clase de rendimiento del PM864. Si está estandarizando el inventario en toda una flota, las unidades con sufijo A son las que debe conocer, ya que representan la evolución de una familia que, de otro modo, estaría quedando obsoleta.

Las unidades PM865 y PM866 amplían la gama para aplicaciones de alta integridad y rendimiento superior. Son las unidades que se utilizan en bucles de control exigentes y relacionados con la seguridad, y precisamente en ellas resulta más costoso dejar que una unidad de repuesto se descargue por completo, debido a la extrema tolerancia de la ingeniería circundante.

La regla práctica es sencilla: registre el modelo exacto, incluyendo el sufijo, de cada controlador que utilice. Los modelos PM861, PM862, PM864 y PM864A no son intercambiables, a pesar de la similitud de sus números. Las diferencias radican en el rendimiento, la capacidad del bus CEX y su posición en el proceso de reemplazo. Los compradores que necesiten unidades AC 800M antiguas y sus accesorios correspondientes pueden consultar la gama de ABB y compararla con las etiquetas de sus propios gabinetes.

Interfaces de comunicación: el habitual punto único de fallo

Si el controlador es el cerebro, las interfaces de comunicación son los nervios, y es en los nervios donde se producen la mayoría de las interrupciones. Estos módulos del bus CEX constituyen el punto único de fallo más común, ya que una sola interfaz puede dar servicio a toda una estación de E/S. Cuando falla esa interfaz, todo lo que está detrás de ella queda inoperativo de inmediato.

El CI856 es la interfaz para E/S S100, compatible con hasta cinco racks de E/S S100, cada uno con hasta 20 tarjetas de E/S. Esto implica una gran cantidad de procesos detrás de un solo módulo, razón por la cual el CI856 debería figurar en cualquier lista de posibles puntos únicos de fallo.

CI857 es la interfaz INSUM. Las plantas que utilizan la monitorización de variadores basada en INSUM la conocen, y las que han olvidado que la tienen reciben un recordatorio durante su primer evento imprevisto.

El CI858 controla los variadores ABB mediante el protocolo DDCS y se actualiza con una herramienta externa en lugar de descargar el firmware desde la herramienta de ingeniería. Este último detalle no es trivial. Es la diferencia entre una unidad de repuesto que se puede poner en funcionamiento en una hora y una que permanece almacenada, inservible porque nunca se encontró la herramienta para prepararla. Si se dispone de un CI858, también se dispone de la forma de programarlo.

CI865 es la interfaz ControlNet. Aparece en plantas que integraron el control ABB en un segmento ControlNet, y es uno de los módulos con menor disponibilidad, por lo que es fundamental contar con existencias suficientes.

Las interfaces CI867 y CI867A son Modbus TCP y ejemplifican la importancia del sufijo exacto. La CI867 cuenta con dos puertos Ethernet: uno full-duplex a 100 Mbps y otro half-duplex a 10 Mbps. La CI867A tiene un único puerto full-duplex de 100 Mbps. Si un comprador solicita el módulo incorrecto, recibirá uno que encaja en la ranura pero no coincide con el diseño de la red. Si una planta mantiene el módulo incorrecto en stock, tendrá un repuesto que no cumple con su función.

Si recorre cualquier instalación antigua de 800xA, encontrará que los controladores suelen ser los componentes mejor documentados y las interfaces los menos. Esto es erróneo, ya que las interfaces son las primeras en fallar y, por consiguiente, la mayoría de los procesos se ven afectados. Cualquier planta que necesite completar su inventario de bus CEX puede comparar información con los listados de automatización industrial y PLC en PLC listings and industrial automation parts.

E/S del S800 en el campo, hasta el módulo y el terminal.

Detrás de esas interfaces se encuentra la E/S, y en la mayoría de las instalaciones eso significa E/S S800. Es importante ser específico, ya que una lista de E/S imprecisa puede provocar que las plantas pidan el módulo equivocado durante una parada programada.

El AI810 es un módulo de entrada analógica que cubre los rangos de 0(4) a 20 mA y de 0(2) a 10 V. Es un componente analógico fundamental para el uso diario, y también uno de los primeros módulos que se agotan, ya que una sola estación puede albergar docenas de ellos.

Los módulos AI815 y AI820 completan la gama de entradas analógicas, cada una con su propia función. El AI820 es una entrada analógica diferencial, utilizada cuando el entorno de la señal lo requiere. La familia AI830 gestiona entradas analógicas de temperatura, lo que significa que los termopares, los elementos resistivos y los bucles de temperatura son precisamente los que afectan silenciosamente a la calidad y la seguridad sin que nadie se dé cuenta.

En cuanto a los componentes discretos, el DI810 es un módulo de entrada digital y el DO810 es un módulo de salida digital. Estos son los módulos que suelen fallar, de uno en uno o de dos en dos, durante un fallo eléctrico, y son lo suficientemente económicos como para que no haya excusa para no tener una pequeña reserva de cada uno.

Más allá de la línea estándar S800, existe la variante S800L, que se utiliza en instalaciones donde su forma física y densidad se adaptan mejor al gabinete, y los módulos S800 de alta integridad con certificación SIL3, empleados en circuitos de seguridad. No se sustituye un módulo estándar en un circuito de seguridad a la ligera, y mucho menos se deja una estación de seguridad sin un repuesto certificado. Si una planta utiliza E/S de alta integridad, la decisión sobre el inventario no se basa en costos, sino en el cumplimiento de la normativa.

Hay un elemento que casi siempre se omite en la lista de activos: las unidades de terminación de módulos. Estas son las unidades base a las que se conectan los módulos de E/S, llevan el cableado de campo y, como todo lo demás, se deterioran con el tiempo. Una unidad de terminación defectuosa parece un módulo defectuoso hasta que se reemplazan ambos. Inclúyalas en la lista, registre sus números de pieza y tenga repuestos de los tipos más comunes.

Todo esto es posible por una razón. La propia documentación de E/S S800 de ABB incluye procedimientos para el reemplazo de módulos. Dicha documentación existe porque estos módulos están diseñados para ser reemplazados en campo por un técnico competente, sin necesidad de desechar la estación. El diseño está de su lado. Lo único que impide que una planta recupere su capacidad en dos horas es si el módulo correcto está disponible y si alguien conoce su identidad exacta.

El contexto del sistema que necesitas antes de realizar cualquier pedido.

Dos aspectos del sistema en general influyen en la forma de planificar las piezas de repuesto.

En primer lugar, la familia de controladores AC 800M se utiliza en el sistema ABB Ability System 800xA y ha sido evaluada conforme a los requisitos de desarrollo seguro y componentes de las normas IEC 62443-4-1:2018 e IEC 62443-4-2:2018. Esto es importante para los usuarios de sistemas heredados, ya que indica que la plataforma cuenta con una postura de seguridad definida y un proceso sólido que la respalda. Al mantener actualizados el firmware y el software de las unidades que utiliza, usted participa de dicha postura, en lugar de oponerse a ella.

En segundo lugar, las familias de E/S compatibles en la base instalada incluyen Select I/O, S800, S800L, S900 y S100. Una planta que ha crecido mediante adquisiciones o actualizaciones por fases puede fácilmente utilizar tres de estas cinco en el mismo edificio. Por eso, antes de realizar cualquier pedido, es necesario realizar una auditoría de la planta para identificar qué familia de E/S utiliza cada estación. La etiqueta del controlador indica el controlador. El rack de E/S indica la familia de E/S. No se trata de la misma pregunta, y asumir que lo son es la razón por la que una pieza de repuesto en perfecto estado termina en el armario equivocado.

Qué abastecer, estación por estación

Ahora, traduzca todo eso a decisiones sobre los estantes.

Para cada estación crítica, mantenga al menos un controlador de repuesto del mismo modelo y sufijo que el que se está utilizando. Si la estación tiene una configuración única, este repuesto es indispensable. Si la estación es un par redundante, aunque el sistema en funcionamiento cuente con redundancia, es recomendable tener un repuesto para restablecerla, ya que un par que funciona con un solo controlador en buen estado está a un solo fallo de una interrupción del servicio.

Para cada interfaz de comunicación, mantenga una unidad de repuesto por tipo de interfaz crítica, junto con la herramienta y los medios necesarios para su configuración. El caso del CI858 es el ejemplo más claro: una unidad de repuesto sin la herramienta de actualización externa es inútil. Aproveche para calcular la capacidad del bus CEX de cada controlador. Si una estación PM851 ya ha alcanzado su límite de un solo módulo, la estrategia de repuestos para esa estación debe tener en cuenta que no se puede simplemente agregar otra interfaz durante una crisis.

Para los módulos de entrada analógica, tenga repuestos de los tipos que aparecen con mayor frecuencia. El AI810 es el módulo de volumen, así que tenga varios. Añada AI815, AI820 y la familia de temperatura AI830 donde corresponda. Para los módulos discretos, tenga un pequeño búfer de DI810 y DO810. Para los módulos S800L y los módulos de alta integridad con certificación SIL3, tenga exactamente los repuestos certificados que requiere el informe de seguridad y registre su estado de certificación.

Para las unidades de terminación, mantenga repuestos que coincidan con los tipos de módulos más comunes. Para el proyecto de ingeniería, mantenga un archivo sin conexión y recuperable con la revisión que corresponda a cada controlador, y almacene dicho archivo en un lugar seguro donde no se extravíe cuando un contratista se retire.

Esa es toda la filosofía de guardar las existencias de discos en una sola frase: combina la pieza de repuesto con la etiqueta y combina el disco con la pieza de repuesto.

La lista de verificación de auditoría, en el orden en que debe recorrerla

Esta es la parte que convierte la historia del turno de noche en una tarea para el lunes por la mañana. Resuélvela una vez, a la luz del día, y jamás volverás a recrear esa interrupción de once horas.

Recorra la planta y enumere cada unidad de control, cada módulo de bus CEX, cada módulo de E/S y cada unidad de terminación por número de pieza y revisión. Fotografie las etiquetas. No transcriba de memoria y no confíe en el sistema CMMS hasta que coincida con la placa de identificación.

Se debe marcar cada punto de fallo. Cualquier interfaz que controle una estación completa recibe una marca. Cualquier controlador individual sin un controlador redundante recibe una marca. Cualquier estación que se encuentre a un módulo de profundidad entre el proceso y el controlador recibe una marca. El límite del bus CEX único del PM851 es una de estas marcas; un CI856 o CI867 aislado que controle una estación de E/S completa es otra.

Anota las versiones de firmware y software de cada unidad junto a cada artículo. Este registro te salvará a las dos de la mañana, porque es lo único que te preguntará un distribuidor y lo único que nadie anotó.

Separe lo que aún está en producción de lo que solo se puede reparar o conseguir como excedente. Algunos módulos todavía se pueden comprar nuevos. Otros solo se pueden reparar o adquirir de existencias excedentes. Saber qué es qué le indica dónde mantener existencias y dónde asumir el riesgo de retrasos en la entrega.

Asegúrese de que el proyecto de ingeniería y sus copias de seguridad se puedan recuperar sin conexión, almacenados con la versión correspondiente a cada controlador. Un archivo que requiere una red y un ordenador portátil en funcionamiento en caso de fallo no es una copia de seguridad. Es una mera esperanza.

Confirme que la persona que custodia los soportes de licencia y las herramientas de servicio esté localizable y que dichos soportes se encuentren en un lugar conocido. Nadie debería estar buscando en un cajón cerrado con llave mientras la línea está caída.

Almacene las piezas de repuesto correctamente. Utilice embalaje antiestático, almacén con temperatura controlada y guarde junto a cada unidad el firmware que actualiza el sistema. Un controlador de repuesto almacenado de forma deficiente en un armario caliente es un repuesto que fallará al instalarlo.

El argumento del dinero, sin sermón.

Aquí está el razonamiento, honesto y realista. Las cifras varían de una planta a otra, así que considere lo que sigue como un ejemplo de la forma de la comparación, no como una afirmación sobre su sitio.

Por un lado, el costo de mantener un repuesto en stock es una compra única más un pequeño gasto de almacenamiento y registro. Para una estación crítica, esto incluye un controlador, una o dos interfaces, algunos módulos de E/S y el registro de ingeniería que los vincula. Por otro lado, el costo de una interrupción no planificada es la pérdida de producción multiplicada por la duración, más el flete urgente a un precio superior, más las horas extras de todos los involucrados, más el riesgo de una falla secundaria causada por un reinicio apresurado.

La asimetría es el punto clave. Un repuesto estándar se compra al precio de lista en un mercado tranquilo. El mismo módulo, solicitado con urgencia durante una parada programada, se entrega con flete exprés y posiblemente a un precio de excedente inflado, si es que está disponible en el plazo requerido. Y el costo del tiempo de inactividad supera con creces ambos. En la mayoría de las plantas de procesamiento, unas pocas horas de producción perdida en una sola estación cuestan más que lo que cuesta fabricar y mantener un kit de repuesto adecuado para esa estación.

El argumento menos sólido, pero aún válido, es el de la mano de obra. Una auditoría de estanterías realizada a la luz del día cuesta horas de ingeniería. El mismo descubrimiento, hecho a las dos de la madrugada, cuesta horas de producción, porque ocurre cuando la planta no está produciendo nada. Se trata de elegir qué moneda usar, y la moneda que funciona a la luz del día es mucho más barata.

Nada de esto requiere una gran inversión. Basta con caminar unos días, una cámara, una hoja de cálculo y la disciplina de reemplazar las piezas cuando se usan. Las plantas que se recuperan en dos horas no son las que tienen los mayores presupuestos. Son las que saben lo que tienen en sus armarios y estantes, hasta el último detalle.

El estante, artículo por artículo

Clase de artículo | Unidades de ejemplo | Por qué conservar una

Unidad de control | PM851, PM861, PM862, PM864, PM864A, PM865, PM866 | La unidad de control es esencial. Sin una unidad de repuesto compatible, un solo fallo detiene el proceso y la unidad de reemplazo requiere el firmware y la revisión del proyecto correctos para poder funcionar. Tenga a mano el modelo y el sufijo exactos que utiliza, y recuerde el límite de un solo bus CEX de la PM851.

Interfaz de comunicación | CI856, CI857, CI858, CI865, CI867, CI867A | Una interfaz puede albergar toda una estación de E/S, por lo que suelen ser puntos únicos de fallo. Asegúrese de que el sufijo coincida con el de la interfaz, ya que CI867A no es lo mismo que CI867, y tenga a mano las herramientas y los medios necesarios para preparar el módulo, especialmente para el CI858.

Módulo de entrada analógica | Familia AI810, AI815, AI820, AI830 | Las entradas analógicas son los módulos de mayor volumen en la mayoría de las estaciones y los que se agotan primero. Las entradas de temperatura, en particular, se encuentran en bucles que afectan silenciosamente la calidad y la seguridad.

Módulo de salida analógica | Unidades de salida analógica de la serie S800 | Las salidas controlan válvulas, posicionadores y elementos finales. Un canal de salida defectuoso puede mantener un elemento final en una posición incorrecta, lo cual suele ser peor que perder una lectura.

Módulo de entrada digital | DI810 | Las entradas discretas incluyen enclavamientos, estado y permisos. Fallan de uno en uno o de dos en dos durante eventos eléctricos, por lo que un pequeño búfer es una medida de seguridad económica.

Módulo de salida digital | DO810 | Las salidas discretas controlan bombas, solenoides y contactores. Durante un reinicio apresurado, es más probable que se improvise con una salida defectuosa, y es precisamente entonces cuando se necesita un repuesto adecuado.

Unidad de terminación | Unidades de terminación de módulo para los tipos S800 en uso | Las unidades base llevan el cableado de campo y envejecen como cualquier otro componente. Una unidad de terminación defectuosa se ve como un módulo defectuoso hasta que se reemplazan ambos, así que mantenga los tipos comunes en stock.

Archivo de proyecto de ingeniería | Copia de seguridad del proyecto sin conexión con la revisión correspondiente por controlador | Un controlador de reemplazo aún necesita una revisión de proyecto compatible antes de poder ejecutar el proceso. Un archivo que requiere una red operativa en el momento del fallo no es una copia de seguridad.

De dónde obtiene realmente su resiliencia una flota heredada

Las instalaciones antiguas de ABB no fallan por ser antiguas. Fallan por las mismas deficiencias comunes de inventario y documentación que cualquier sistema de control, y su recuperación es más o menos rápida según si esas deficiencias se subsanaron previamente. Los componentes siguen documentados, los procedimientos de reemplazo siguen vigentes y los módulos siguen saliendo del armario con un técnico competente y el repuesto adecuado en mano.

La historia con la que comenzó este artículo terminó antes del turno de noche porque alguien, finalmente, encontró el número de pieza, la nota del firmware y la copia de seguridad del proyecto. Alguien con una pieza de repuesto a mano y un registro de una página lo habría resuelto en dos horas en lugar de once. Esa es la diferencia entre una mala noche y una rutinaria. El trabajo para llegar a ese punto no es glamuroso, y se realiza a plena luz del día, con una lista de verificación, un gabinete a la vez.

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