Energiemessrechner

Der VEB Maßindustrie Werdau entwickelte in den 1980er Jahren eine Reihe von Geräten, die zur Auswertung und Abrechnung (vornehmlich elektrischer) Energie benutzt wurden und betrat dabei teilweise technologisches Neuland.

Außer den Energiemessrechnern produzierte der Hersteller auch noch weitere Computer.


Energiekontrolleinrichtung EKE001

(Alias EKE 001, EKE-001, EKE 01, EKE-01, EKE 1, EKE-1)

Die EKE001 war (vermutlich 1972) der Einstieg des VEB Maßindustrie Werdau in die Energiemesstechnik. Die Idee bestand darin, die Drehbewegung der Scheibe eines Ferraris-Zähler elektrisch abzugreifen und die Information elektronisch weiter zu verarbeiten. Grund dafür war die Forderung der Energieversorgung, den Lastgang (also die Energieabnahme) von Großkunden in Zeitintervallen zu beobachten, daraus Planungen für die Kraftwerke abzuleiten und Stromausfälle durch Netzüberlastungen zu vermeiden.


Stromzähler, EKE001 (Gerät I) und Drucker
Arbeit am Gerät II der EKE001

Die Massi war ohnehin ein Hersteller elektromechanischer Impulszähler, damit bot es sich an, diese Technologie gleich zu nutzen. Aufgabe der EKE001 war es, zyklisch den Istwert der abgenommenen elektrischen Leitung zu erfassen und auf einen Papierstreifen zu drucken. Die Festlegung der Zykluszeit erfolgte extern durch eine Zeitschaltuhr, die im Bereich des Stromzählerwesens ohnehin verfügbar war. Als Stromzähler wurden Exemplare benutzt, die einen eingebauten Sensor zum Abgreifen der Drehbewegung (1 Impuls pro Scheibenumdrehung) hatten. Die Impulse wurden in das Gerät I der EKE geleitet, das meist in der Nähe des Stromzählers an der Wand hing. Dort wurden sie auf Zählwerken angezeigt und auf einem Streifendrucker ausgedruckt.

Weiterhin konnte ein Gerät II angeschlossen werden, das sich im Büro des Energetikers befand und eine Bewertung des aktuellen Lastgangs vornahm: wurden drei einstellbare Grenzwerte überschritten, leuchteten Lampen auf, ggf. wurde auch ein akustischer Melder aktiv. Außerdem war es möglich, einen automatischen Lastabwurf (Automatisches Abschalten/Herunterschalten von Verbrauchern) zu bewerkstelligen.

Nachfolger der EKE001 waren ab 1980 die EVE1 bzw. der EKR80.

Von der EKE001 haben wahrscheinlich keine Exemplare bis heute überlebt.


Energiekontrolleinrichtung EKE-A

(Alias EKE A, EKEA)

Die EKE-A war ein Zusatzgerät zur EKE001 bzw. zur EVE1, das eine Fernübertragung der Zählerinhalte zum Energieversorger (maximal 10 km Entfernung) ermöglichte.


EKE-A

EKE-A und das Gerät II der EKE001 wurden im Büro des Werks-Energetikers aufgestellt, bei Bedarf abschließbar in einem Wandkasten.

Die in der EKE-A verbauten Impulszähler (rücksetzbar nach einem vorgebbaren Zeitintervall) wurden ebenfalls in der Massi hergestellt.

Von der EKE-A haben wahrscheinlich keine Exemplare bis heute überlebt.


Energiekontroll- und Regeleinrichtung EKR80

(Alias EKR 80, EKR-80, Massi)

Dieses Gerät wurde vom VEB Maßindustrie Werdau vermutlich ab 1980 produziert und diente, wie sein Vorgänger (EKE001) und sein Nachfolger (EKR86) zur Kontrolle des Energieverbrauchs eines Energieabnehmers auf Überschreitung der Maximalenergiemenge (Kontingent) und zum Abschalten unwichtiger Energieverbraucher bei dessen Überschreitung. Außer als eigenständiges Gerät konnte die EKR80 auch als Klarschrift-Ausgabegerät an der EVE1 benutzt werden.


Energiekostenrechner EKR80

EKR80-Anzeigebaugruppe
EKR80-Speicherkarte

Im Gegensatz zum EKR86 besaß die EKR80 keinen Prozessor, ist also eigentlich nicht der Rechentechnik zuzuordnen. Die EKR80 war mit einem impulsgebenden Stromzähler gekoppelt, wertete die Anzahl der eintreffenden Zählimpulse pro Zeiteinheit (15 Minuten) aus, verglich diesen Wert mit einem einstellbaren Grenzwert und zeigte diesen Vergleich prozentual mit einem Zeigermessgerät an. Zusätzlich konnte der Energieverbrauch auf einem Streifendrucker SD1132 ausgegeben werden. Da der Streifendrucker SD1132 zweifarbigen Druck unterstützte, wurde dies am EKR80 zur Kennzeichnung der Spitzenzeiten benutzt. Gedruckt wurde auf einen Papierstreifen: jeweils Uhrzeit, eine laufende Nummer und die elektrische Leistung.


SD1132-Druckwerk für den Energiekostenrechner

Die EKR80 war modular aufgebaut mit einer Rückverdrahtungseinheit und einsteckbaren Leiterplatten. Die Definition der zwei täglichen Spitzenzeiten, innerhalb derer die Lastregelung wirksam wurde, erfolgte durch Einstellräder am Grundgerät. Da die EKR80 keine eingebaute Uhr besaß, musste sie ihr 15-Minuten-Zeitsignal von einer Schaltuhr bekommen, die manchmal gleich im Stromzähler eingebaut war.

Heute existieren nur noch wenige Exemplare dieses Typs, anscheinend leider keins mehr in Funktion. Ein Exemplar befindet sich im Rechenwerk Halle.


Energiekontroll- und Regeleinrichtung EKR86

(Alias EKR 86, EKR-86, Massi)

Dieses Gerät wurde ab Mitte der 1980er Jahre vom VEB Maßindustrie Werdau (Standort Fraureuth) produziert und diente in der Industrie zur Messung, Registrierung und Auswertung des Energieverbrauchs (bevorzugt Elektroenergie) sowie der Regelung (Reduzierung) des Energieverbrauchs bei Erreichen festgelegter Grenzwerte. Die EKR86 konnte auch zur Messung von Wasser, Gas oder Fernwärme benutzt werden. Im privaten Umfeld wurde das Gerät nicht eingesetzt.


Energiekostenrechner EKR86
EKR86, geöffnet

Das Gerät war bedingt transportabel und zweikanalig aufgebaut: Es konnte damit zwei unterschiedliche Energieverbrauche parallel registrieren oder gleichzeitig Blind- und Scheinleistung auswerten.

Als Datenquelle dienten herkömmliche Energiezähler, die den Energieverbrauch in Form einer mehr oder weniger schnellen Impulsfolge ausgaben. Im Fall der Elektroenergiemessung konnten dies sein: Da die Energiezähler stets Eigentum der Energieversorgungsbetrieben waren, wurde deren Funktion nicht direkt ins EKR86 (das Eigentum des Energieabnehmers war) integriert. Zur Nutzung unterschiedlicher Zählerarten war es möglich, die EKR86 programmseitig an deren Signalverhalten anzupassen.

Die Energiezähler konnten bei geringem Abstand (max. 10m) direkt an die EKR86 angeschlossen werden (potenzialfreie Eingänge über Optokoppler). Bei größeren Kabellängen (bis 5000m) wurde für jeden Kanal ein Schaltverstärker EKR80-1 (der sich in der Nähe des Energiezählers befand) zwischengeschaltet.

Bei Erreichen eines programmierbaren Grenzwertes konnte die EKR86 auf jedem Kanal schrittweise vier Laststufen (Bei Kanalkopplung maximal acht Laststufen) abschalten. Dies konnte z.B. benutzt werden, um in Spitzenbelastungszeiten Großverbraucher (z.B. elektrische Öfen) zu drosseln. Um die recht kleinen Steuerströme der EKR zu erhöhen, schaltete man dazu zwischen EKR86 und den Leistungsschaltschütz für jede Laststufe einen Relaisverstärker RE01. Außerdem existierten acht Rückmeldekanäle, mit denen die EKR86 den aktuellen Schaltzustand der Laststufen erkennen konnte sowie, ob es überhaupt möglich ist, die betreffende Last derzeit überhaupt abzuschalten. Programmgesteuert konnte die Abschaltung bestimmter Laststufen auf Wunsch ggf. verhindert werden.

Intern arbeitete die EKR86 mit einen Prozessor U880, 1 KByte akkugepufferten RAM (Datenerhalt 30 h) sowie 8 KByte ROM. Zur Zeitmessung diente eine interne akkugepufferte Quarzuhr. Die Daten konnten visuell über die eingebaute 6-stellige Siebensegmentanzeige abgelesen oder detailliert über den eingebauten Thermostreifendrucker TSD16/2 ausgegeben werden. Die Programmierung der EKR86 erfolgte über die eingebaute Folientastatur. Das Gerät verfügte über einen Analogausgang, an dem bei Bedarf ein Zeigermessgerät zur externen Anzeige der prozentualen Auslastung des Energiekontingents angeschlossen werden konnte.


Rechnerplatine des EKR86.
Unten links der Piezo-Lautsprecher und der Akku.

Die Betriebsarten der EKR86 wurden als Zahlen kodiert auf der 7-Segment-Anzeige dargestellt. Auf dem Gerätegehäuse war dazu eine Tabelle aufgedruckt, die diese Zahlen erläuterte.
Rückseitig befanden sich die beiden EFS39-Buchsen zum Anschluss der Energiezähler und der Lastschaltstufen.

Die Messungen konnten entweder durch interne Zeitsteuerung (15, 30 oder 60 Minuten) oder durch ein externes Gerät (üblicherweise viertelstündlich) erfolgen. Außerdem konnte der Startzeitpunkt (Synchronisation) der internen Zeitsteuerung durch einen Impuls von einem externen Gerät vorgegeben werden.

Die Druckausgaben erfolgten: Die Stromversorgung der EKR86 erfolgte aus dem Lichtnetz über ein analoges Netzteil auf Längsreglerbasis, die von RE01 und EKR80-1 erfolgten aus einer externen 24V-Quelle. Notfalls konnte auch die EKR86 dazu genutzt werden, die an ihrem Anschlussstecker 5V und 24V lieferte.
Die Installation der EKR86 hatte der Energieabnehmer von einer Installationsfirma vornehmen zu lassen.

Die EKR86 wurden auch nach Polen, in die ČSSR sowie nach Bulgarien exportiert.
Heute ist von diesem seltenen Gerät noch die Existenz einiger Exemplare bekannt, manche erfreulicherweise in funktionsfähigem Zustand. Ein funktionierendes Exemplar befindet sich im Rechenwerk Halle.


Energiekontroll- und Regeleinrichtung EKR86/1

(Alias EKR 86/1, EKR-86/1)

Bei diesem Gerät handelt es sich um den Nachfolger der EKR86. Es wurde wahrscheinlich ab 1990 produziert und lehnte sich technisch stark an seinen Vorgänger an.
Neu hinzugekommen waren eine serielle Schnittstelle (Nutzbar als V.24 und als IFSS) zur Datenübertragung an den PC (für statistische Auswertungen und Bildschirm-Überwachung), eine Erkennung von Netzausfallzeiten (also die Zeiten, wo das EKR86/1 nicht arbeiten konnte) sowie die Berechnung und Anzeige der Ladezeiten des Stützakkus.


Energiekontrollrechner EKR86/1
Bildschirmausgabe der ausgelesenen Daten

Rückseite des Gerätes

Äußerlich hatte sich das Layout der Tastatur geändert: Anstelle der bisherigen universellen Tastatur, die neben den Ziffern die Tasten + und - hatte, wurde nun eine speziell für dieses Gerät gefertigte Tastatur benutzt, die neben den Ziffern die Sondertasten PR (Programming) und CE (Cancel) hatte.

Die EKR86/1 wurde entweder direkt an den Stromzähler angeschlossen oder über einen Schaltverstärker oder ein Trennrelais TR. Zur Steuerung des Lastabwurfs wurde Relaisverstärker RE01 an die Ausgänge des EKR86/1 geschaltet, deren 2A-Ausgänge dann zum Ansteuern der eigentlichen Schaltschütze verwendet wurden.


Relaisverstärker RE01 für Lastabwurf
RE01, geöffnet

Trennrelais TR zur Entkoppelung des Stromzählers

Vermutlich hatte der Hersteller auch eine PC-Software zum Empfangen/Visualisieren der Daten mitgeliefert.

Die EKR86/1 gilt heute als ausgestorben.
Wer besitzt noch so ein Gerät oder hat Informationen dazu?


Energiekontroll- und Regeleinrichtung EKR2000

(Alias EKR 2000, EKR-2000)

1990 begann die Massi mit der Entwicklung eines Nachfolgers für den EKR86/1. Der eingebaute Drucker sollte dabei wegfallen und nur bei Bedarf als externes Gerät geliefert werden. Außerdem sollte ein LCD-Display anstelle der LED-Lichtschachtanzeigen zum Einsatz kommen und eine busartige Vernetzung mehrerer Geräte für eine zentrale Auswertung möglich sein. Einige neue Funktionen, wie z.B. Trendrechnung, sollten auch hinzu kommen. Neu war der Einsatz eines Einchipmikrorechners als Prozessor. Durch Einsatz eines Dallas-Chips konnten die Akkus wegfallen: der EKR2000 wäre damit nur noch halb so groß wie sein Vorgänger geworden.


EKR2000-Prototyp
EKR2000, Rückseite des Bedienteils

EKR2000, Rechnerkarte
EKR2000, Leistungskarte

Die Entwicklung der EKR2000 wurde nach der Privatisierung des Werkes durch die neue Firmenleitung noch vor der Serienfertigung abgebrochen. Immerhin haben die Komponenten eines nicht funktionstüchtigen Prototyps von dem Projekt überlebt.


Energieverrechnungseinrichtungen EVE

(Alias Energieverrechnungseinheit)

Diese Geräte dienten dem Energieversorger der Messung des Elektroenergieverbrauchs seiner Kunden. Die Gesamtkilowattstunden wurden dem Kunden pro Monat in Rechnung gestellt: das ließ sich zunächst mit einem einfachen Stromzähler bewerkstelligen. Allerdings war der Energieverbrauch des Landes nicht konstant und so gab es Zeiten, an denen aufgrund überhöhtem Stromverbrauchs und nicht unbegrenzter Kraftwerksleistung die Energie im Land knapp wurde. Um zu verhindern, dass das Energienetz der DDR während dieser Spitzenbelastungszeiten zusammenbrach, wurden den Kunden Energiekontingente auferlegt, bei deren selbst nur kurzzeitiger Überschreitung massive Preisaufschläge fällig waren (der höchste Viertelstundenverbrauch des Monats wurde zur Preisberechnung des gesamten Monats benutzt). Dies wurde zunächst durch Maximalwertzähler bewerkstelligt, die den monatlichen Höchstwert mittels einen Zeigers speicherten, der dann monatlich wieder zurückgesetzt wurde.

Ab 1975 wurde die Regelung in der DDR verschärft und für Großabnehmer die Überwachung ihres Lastgangs in Viertelstundenintervallen gesetzlich vorgeschrieben. An dieser Stelle stieg der VEB Maßindustrie Werdau in die Entwicklung und Produktion dafür geeigneter Geräte ein, was thematisch recht gut passte, denn die Massi produzierte ohnehin elektromechanische Impulszähler. Das Verfahren bewährte sich und half in den darauf folgenden Jahren, Energieausfälle in der DDR zu vermeiden.

Mit der deutschen Wiedervereinigung wurden die meisten EVE außer Betrieb genommen, Neugeräte wurden teilweise unausgepackt in den Schrott geworfen: ein Schicksal, das sie mit vielen anderen Elektronikgeräten der DDR teilten. Grund war weniger eine technische Veraltung, sondern die in Ostdeutschland wegbrechenden zentralen Strukturen, u.a. die der Energieversorgung. In den ersten Jahren mit bundesdeutscher Messtechnik gab es in Ostdeutschland einen abrechnungstechnischen Rückschritt, denn statt dem gesamten Lastverlauf wurde neben den Zählerständen nur noch die höchste Leistung pro Viertelstunde erfasst - so wie in der DDR bis 1975. Die EVE war damit einzigartig.

Erst Ende der 90er Jahre kamen dann die ersten westlichen Lastgangzähler auf den Markt. Die Lastgänge dieser Zähler konnten allerdings damals noch nicht geeicht werden, weil in der Bundesrepublik die entsprechenden Vorgaben fehlten. Hier war das ASMW der DDR offensichtlich der bundesdeutschen PTB um einige Jahre voraus. Heute ist ein Energiehandel für Großkunden ohne geeichte Lastgangerfassung gar nicht mehr möglich und seit einigen Jahren für Kunden >100.000 kWh/a auch gesetzlich vorgeschrieben.


Energieverrechnungseinrichtung EVE1

(Alias EVE01, EVE 01, EVE-01, EVE 1, EVE-1)

Die EVE1 (Bis zur Einführung der EVE2 nur als "EVE" bezeichnet) bestand aus zwei an der Wand montierten Kästen, von denen einer die Steuerelektronik beinhaltete und der andere einen Lochbandstanzer daro1215 zur Aufzeichnung der Daten. Das Lochband war monatlich an den Energieversorger zu schicken, der daraus den zu zahlenden Preis berechnete.


Energieverrechnungseinrichtung EVE1

Die Steuerung erfolgte mit elektronischen Baugruppen ohne die Benutzung eines Mikrorechners.

Heute gilt die EVE1 als ausgestorben.
Wer besitzt noch so ein Gerät?


Energieverrechnungseinrichtung EVE2

(Alias EVE02, EVE 02, EVE-02, EVE 2, EVE-2)

Die EVE2 war gegenüber der EVE1 eine völlige Neuentwicklung und wurde ab 1984 in Serie produziert. Neu war auch die Aufzeichnung des Lastganges auf eine Digital-Magnetbandkassette, gegenüber der Lochbandaufzeichnung beim Vorgängermodell. Die EVE2 war das erste computergesteuerte Produkt des Herstellers.


Energieverrechnungseinrichtung EVE2
Innenleben der EVE2

Die eigentliche Strommessung übernahm ein (meist in in Ungarn bzw. Polen hergestellter) Ferraris-Zähler, üblicherweise über Spannungs- und Stromwandler an den Energieeinspeisepunkt der Firma geschaltet. Dessen Impulsausgang wurde mit der EVE verbunden, bei großen Entfernungen über einen Verstärker. Wurden Wirkleistung und Blindleistung getrennt erfasst, was bei Großverbrauchern üblich war, waren beide Zähler mit der EVE zu koppeln. Meist wurde die EVE gleich in das Trafohäuschen eingebaut. Dazu musste der Kunde im Vorfeld ein Gestell kaufen und an die Wand schrauben oder einbetonieren. Der Energieversorger montierte dann die EVE beim Kunden (sie blieb sein Eigentum) und richtete sie ein: u.a. wurden die Stromzählernummern, Zählerstände, die Anzahl der Umdrehungen pro Kilowattstunde, Datum und Uhrzeit hinterlegt.

Die Steuerung der EVE erfolgte durch einen K1520-Mikrorechner mit der Prozessorkarte K2521 (1 KByte RAM und 3 KByte ROM), begleitet von einer Speicherkarte OFS (2 KByte RAM und 5 KByte ROM) und einem Magnetkassettencontroller AKB, alle drei von Robotron zugekauft. Die anderen Karten entwickelte die Massi selbst. Ein Zeitgeberschaltkreis U118F gab den Takt für die Uhr vor, zwei Schaltkreise U125D übernahmen die weitere Verarbeitung der Zeitinformationen. Um ein Weiterlaufen der Uhr bei eventuellen Stromaussetzern zu gewährleisten, war ein Akkupack mit drei NiCd-Akkus (vom Grubenlampenwerk Zwickau) verbaut (30 Stunden Datenerhalt). Ein weiterer Akkupack stützte den Speicher des Rechners (10 Stunden Datenerhalt). Zur Stromversorgung dienten STx-Netzteilmodule von Robotron, von wo auch die Sloteinheit bezogen wurde.


PIO-Karte
Uhrenkarte, links die Fassung für die Akkus

Alle 15 Minuten erzeugte die EVE einen Datensatz, den sie auf Magnetkassette abgespeicherte. Gleichzeitig wurde ein Relais betätigt, mit dem weitere Vorgänge, beispielsweise ein Druckvorgang auf einem EKR86, ausgelöst werden konnten. Außerdem gab es einen Alarmausgang, der mit einer Hupe oder Lampe gekoppelt werden konnte und über den die EVE Fehlerzustände signalisierte.

Die EVE besaß acht Ausgänge, die bei Überschreitung des Kontingents einen Lastabwurf bewirken oder zumindest diesen Zustand signalisieren konnten. Da der Anwender aber keine Möglichkeiten besaß, dieses Verhalten einzustellen, hatte man diese Ausgänge kaum benutzt, stattdessen einen EKR80 oder EKR86 parallel mit den Zählerimpulsen versorgt, den der Anwender dann nach Herzenslust einstellen konnte.


Magnetkassette zur Nutzung an der EVE2

Das Gehäuse der EVE war verplombt, mit Ausnahme einer kleinen Klappe zum Wechseln der Kassette also für den Kunden nicht zugänglich. Die Klappe zum Auswechseln der Kassette war abschließbar, den Schlüssel hatte der eingewiesene Mitarbeiter des Kunden. Das Kassettenfach war elektromagnetisch gesperrt und ließ sich nur zu programmierten Zeiten (üblicherweise 2 Stunden am ersten Arbeitstag des Monats) zwecks Austausch der Magnetkassette öffnen. Hatte der Kunde diese Zeit verpasst, musste der Energieversorger zum Auswechseln der Kassette vorbei kommen, wo er mit einem weiteren Schlüssel die Zeitsperre deaktivierte und sich natürlich die Anfahrt fürstlich bezahlen ließ.

Für Servicearbeiten konnte der Mitarbeiter der Energieversorgung das gesamte Gerät aufschließen, außerdem benutzte er ein Passwort, um die Einstellungen des Gerätes ändern zu können. Eine kleine Buchse erlaubte die Entnahme von +5V, evtl. für ein Messgerät oder um den Stromzähler oder Vorverstärker zu speisen.


Anzeige der Uhrzeit im Normalbetrieb

Eingabe der Zählernummer beim Konfigurieren
EVE2 fordert zum Wechseln der Magnetkassette auf

Die Magnetkassette war monatlich durch den Anwender zu ersetzen. Zuvor war per Tastendruck ein Abschluss-Datensatz auf die gefüllte Kassette zu schreiben, mit einer weiteren Taste wurde die neue Leerkassette mit einem Kopfsatz versehen. Angezeigte Fehlermeldungen auf der EVE2 bzw. erkannte Gangabweichungen der Uhr waren dem Energieversorger zu melden. Im Anschluss waren die gefüllten Magnetkassetten an den Energieversorger zu schicken, wo sie zunächst durch das Buchungsmaschinenwerk ausgelesen und danach in einem ESER-Rechner ausgewertet wurden, der die Rechnungen für die Kunden druckte.

Waren die EVE in abgeschlossenen Räumen montiert, wurden sie z.T. ohne Gehäuse betrieben, um eine bessere Kühlung zu gewährleisten. Störanfällige Hardwarekomponenten waren die Netzteilmodule, das Magnetkassettenlaufwerk und die Stützakkus. Offenbar traute man den LED-Siebensegmentanzeigen keine lange Lebensdauer zu, deswegen hatte die EVE eine Taste, mit der diese Anzeigen im Normalbetrieb abgeschaltet werden konnten.

Finanziell schlug eine EVE2 mit 20.000 Mark zu Buche, ein für DDR-Computer üblicher Preis.


Typenschild einer EVE2

Heute sind nur noch vier überlebende Exemplare der EVE2 bekannt: ein wieder funktionsfähiges, das einst im MAW Armaturenwerk Leipzig im Einsatz war, kann heute im Rechenwerk Halle bewundert werden.


Energieverrechnungseinrichtung EVE3

(Alias EVE03, EVE 03, EVE-03, EVE 3, EVE-3)

Im Jahr 1990 wurde VEB Maßindustrie Werdau die EVE3 als Nachfolger der EVE2 entwickelt. Äußerlich sollte sie der EVE2 recht ähnlich sehen, innerlich wurde aber kräftig umgebaut: Das Gerät kam nicht mehr bis zur Serienreife: der Besitzer der mittlerweile privatisierten Massi zog sich stattdessen aus der Energieverrechnungsbranche zurück und überließ westlichen Firmen dieses Feld.

Abgesehen von einigen Schaltplanfragmenten haben anscheinend keine Komponenten der EVE3 überlebt.



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