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詳細(xì)介紹
那里有賣西門子CPU315-2PN/DP
 | 6ES7315-2EH14-0AB0 SIMATIC S7-300 CPU 315-2 PN/DP， 中央處理器,，帶 384 KB 工作存儲(chǔ)器,， 1 個(gè) MPI/DP 12MBit/s 接口， 2 個(gè) 以太網(wǎng) PROFINET 接口,， 帶雙端口交換機(jī),， 需要微型存儲(chǔ)卡 |
說明
S7-300 CPU 的六個(gè)性能等級(jí)
現(xiàn)有性能范圍極寬的分級(jí) CPU 系列，可用于組態(tài)控制器,。
產(chǎn)品范圍包括 7 種標(biāo)準(zhǔn)的 CPU,、
7 種緊湊式 CPU、5 種故障防護(hù)型 CPU 以及 3 種工藝 CPU,。
現(xiàn)有 CPU 的寬度僅 40mm
SIMATICS7-300 是我們?nèi)勺詣?dòng)化設(shè)計(jì)的一部分,，是銷量大的控制器。
應(yīng)用范圍
在*個(gè)實(shí)例中,，SIMATIC S7-300 用于制造工藝中的創(chuàng)新性系統(tǒng)解決方案,，特別是用于汽車工業(yè)，一般機(jī)械工程,，特別是特殊機(jī)械制造和機(jī)器的連續(xù)生產(chǎn) (OEM),，以及塑料加工、包裝行業(yè),、食品和飲料工業(yè)和加工工程
作為一種多用的自動(dòng)化系統(tǒng),，S7-300 是那些需要靈活的設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)集中和本地組態(tài)的應(yīng)用的理想解決方案。
對(duì)于由于環(huán)境條件限制需要特殊的堅(jiān)固性的應(yīng)用,，我們可以提供SIPLUS 設(shè)備,。
特別是在后期加工工藝上，S7-300 可以用于以下行業(yè)：
汽車工業(yè)
通用機(jī)械工程
特殊機(jī)器制造
系列機(jī)械工程,，OEM
塑料加工
包裝行業(yè)
食品和飲料工業(yè)
加工工程
快速計(jì)數(shù)/fairs,，可以直接訪問硬件計(jì)數(shù)器
簡單定位，直接控制 MICROMASTER 頻率靜態(tài)變頻器
帶有集成功能塊的 PID-Regulation
優(yōu)點(diǎn)
由于具有高處理速度,，CPU 可以實(shí)現(xiàn)非常短的機(jī)器循環(huán)時(shí)間,。
S7-300 系列 CPU 可以為各種應(yīng)用提供合適的解決方案,，客戶只需為特定任務(wù)實(shí)際需要的性能付款
S7-300 建立在模塊式的組態(tài)上，無需 I/O 模塊的插槽規(guī)則
現(xiàn)有豐富的模塊可用于集中組態(tài)和搭配 ET 200M 實(shí)現(xiàn)分布式組態(tài),。
集成的 PROFINET 接口可以實(shí)現(xiàn)控制器的簡單網(wǎng)絡(luò)化,，與其它運(yùn)行管理等級(jí)方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)交換
模塊寬度窄，可以實(shí)現(xiàn)緊湊式的模塊設(shè)計(jì)或者小型控制柜,。
能夠把強(qiáng)大的 CPU 與工業(yè)以太網(wǎng)/PROFINET 接口,、集成的工藝功能或故障防護(hù)設(shè)計(jì)集成在一起，從而避免附加投資,。
設(shè)計(jì)和功能
桌面 CPU 創(chuàng)新
設(shè)計(jì)
S7-300 可以實(shí)現(xiàn)空間節(jié)省和模塊式組態(tài),。除了模塊，只需要一條 DIN 安裝軌用于固定模塊并把它們旋轉(zhuǎn)到位,。
這樣就實(shí)現(xiàn)了堅(jiān)固而且具有 EMC 兼容性的設(shè)計(jì),。
隨用隨建式的背板總線可以通過簡單的插入附加的模塊和總線連接器進(jìn)行擴(kuò)展。S7-300 系列豐富的產(chǎn)品既可以用于集中擴(kuò)展,，也可用于構(gòu)建帶有 ET 200M 的分布式結(jié)構(gòu),；因此實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)高效的備件控制。
擴(kuò)展選件
如果自動(dòng)化任務(wù)需要超過 8 個(gè)模塊,，S7-300 的中央控制器 (CC) 可以使用擴(kuò)展裝置 (EU) 擴(kuò)展,。中心架上多可以有 32 個(gè)模塊，每個(gè)擴(kuò)展裝置上多 8 個(gè),。接口模塊 (IM) 可以同時(shí)處理各個(gè)機(jī)架之間的通訊,。如果工廠覆蓋范圍很寬，CC/EU 還可以相互間隔較長距離安裝（長 10m）,。
在單層結(jié)構(gòu)中,，這可以實(shí)現(xiàn) 256 個(gè) I/O 的大組態(tài)，在多層結(jié)構(gòu)中多可以達(dá)到 1024 個(gè) I/O,。在帶有 PROFIBUS DP 的分布式組態(tài)中,，可以有 65536 個(gè) I/O 連接（多 125 個(gè)站點(diǎn)，如通過 IM153 連接的 ET200M）,。插槽可自由編址,，因此無需插槽規(guī)則。
S7-300 模塊種類豐富,，還可以用在分布式自動(dòng)化解決方案中,。
與 S7-300 具有相同結(jié)構(gòu)的 ET 200M I/O 系統(tǒng)通過接口模塊不僅可以連接到 PROFIBUS 上還可以連接到 PROFINET 上。
憑借全新版本的TIA博途V15,，西門子擴(kuò)展了其全集成自動(dòng)化工程軟件平臺(tái),，納入一系列實(shí)用的全新數(shù)字化功能，以縮短工程時(shí)間。其創(chuàng)新成果的主要有增加應(yīng)用可能性,、擴(kuò)展數(shù)字化產(chǎn)品組合,、實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和提高工程效率。
TIA博途V15增加應(yīng)用可能性的亮點(diǎn)在于其集成了高級(jí)語言應(yīng)用及其它驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的多功能平臺(tái),，其中包括安全驗(yàn)收測(cè)試等,；將操作功能和2D到4D運(yùn)動(dòng)學(xué)集成于Simatic S7-1500控制器，可連接并對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程,。Simatic S7-1500高級(jí)控制器產(chǎn)品系列中納入全新多功能平臺(tái),，目前能夠通過C/C++和Eclipse等商業(yè)編程工具輕松創(chuàng)建和重用高級(jí)語言應(yīng)用。Sinamics S120及其他驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品系列的集成有助于實(shí)現(xiàn)西門子全系列驅(qū)動(dòng)技術(shù)在TIA博途中的組態(tài),、調(diào)試和診斷,。另一個(gè)亮點(diǎn)是針對(duì)Sinamics G驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品系列的向?qū)е敢桶踩?yàn)收測(cè)試。結(jié)合支持Simatic S7-1500高級(jí)控制器的CPU新技術(shù),，采用2D到4D運(yùn)動(dòng)學(xué)的操作功能現(xiàn)在可以在TIA博途中輕松高效地進(jìn)行編程,、模擬和調(diào)試，譬如Cartesian龍門架,、卷取機(jī)、Scara機(jī)器人和Delta拾取機(jī)器人等,。TIA博途V15還提供機(jī)器人功能,。庫卡和安川等機(jī)器人制造商已將其數(shù)據(jù)塊庫用于在TIA博途中進(jìn)行機(jī)器人編程。日本電裝（Denso）和瑞士史陶比爾（St?ubli）等其他制造商計(jì)劃在不久的將來發(fā)布數(shù)據(jù)塊庫,。這樣,，控制和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展更加緊密，而TIA博途則能帶來從工程到機(jī)器人操作等各環(huán)節(jié)的整體解決方案,。
TIA博途V15關(guān)于數(shù)字化產(chǎn)品組合的擴(kuò)展方面聚焦OPC UA功能和虛擬調(diào)試,。OPC UA功能已針對(duì)Simatic S7-1500高級(jí)控制器進(jìn)行了擴(kuò)展。這可以改進(jìn)和簡化工廠中機(jī)器設(shè)備與MES/SCADA/IT層級(jí)（制造執(zhí)行系統(tǒng)/監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集）之間的標(biāo)準(zhǔn)化垂直和水平通信,。另外,，它還有助于自動(dòng)化解決方案按照行業(yè)特定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)施，如OMAC PackML（機(jī)械自動(dòng)化與控制組織）或Weihenstephan（唯森）等,。虛擬調(diào)試支持對(duì)自動(dòng)化解決方案的虛擬驗(yàn)證,，也就是說控制組件與機(jī)器或系統(tǒng)的機(jī)電系統(tǒng)之間進(jìn)行交互。該西門子解決方案的核心是支持Simatic S7-1500的S7-PLCSIM Advanced高級(jí)仿真器,。這可以實(shí)現(xiàn)許多控制器功能的模擬和對(duì)虛擬系統(tǒng)模型的仿真測(cè)試,。因此，自動(dòng)化和機(jī)械工程在產(chǎn)品生命周期的早期階段便實(shí)現(xiàn)了同步,，從開發(fā)到實(shí)際調(diào)試的時(shí)間都得到縮短,。
在標(biāo)準(zhǔn)化和更高工程效率方面，全新版本的TIA博途重視團(tuán)隊(duì)合作和擴(kuò)展對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)的診斷功能。通過TIA博途多用戶工程（TIA Portal Multiuser Engi-neering）,，在團(tuán)隊(duì)合作中添加了對(duì)變更對(duì)象的自動(dòng)標(biāo)記和離線模式,。新版本下多用戶服務(wù)器中強(qiáng)化的變更管理功能，如用于變更歷史記錄和用戶評(píng)論等,，可以改進(jìn)團(tuán)隊(duì)內(nèi)系統(tǒng)支持下的同步變更,。對(duì)于設(shè)備和系統(tǒng)診斷，Simatic ProDiag診斷軟件包也進(jìn)一步擴(kuò)展,，現(xiàn)已涵蓋對(duì)故障安全模塊的監(jiān)控和針對(duì)ProDiag報(bào)警的標(biāo)準(zhǔn)分析,。借助同樣已經(jīng)得以擴(kuò)展的Simatic HMI（人機(jī)界面）中的S7圖形控制顯示，直接改善了在系統(tǒng)的操作設(shè)備上對(duì)設(shè)備序列和應(yīng)用錯(cuò)誤的診斷及可視化顯示,。譬如,，用戶*能夠回查操作設(shè)備的圖形代碼顯示故障的真實(shí)原因。
背景信息：
2010年推出的西門子TIA博途（全集成自動(dòng)化工程軟件平臺(tái)）使用戶能夠通過高效配置快速,、直觀地執(zhí)行自動(dòng)化和驅(qū)動(dòng)任務(wù),。其軟件平臺(tái)專為實(shí)現(xiàn)高效率和易用性而設(shè)計(jì)，同時(shí)適用于新老用戶,。TIA博途為控制器,、人機(jī)界面（HMI）和驅(qū)動(dòng)器等提供了標(biāo)準(zhǔn)的工程理念，可分享統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和*的操作方式——譬如,，在配置,、通信和診斷期間的操作，并針對(duì)所有自動(dòng)化對(duì)象提供強(qiáng)大的庫功能,。TIA博途中簡易的工程實(shí)現(xiàn)方式,，有助于完整的數(shù)字自動(dòng)化，如數(shù)字化規(guī)劃,、集成化工程和透明化操作等,。TIA博途與PLM（產(chǎn)品生命周期管理）和MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）軟件一起構(gòu)成了西門子完整的“數(shù)字化企業(yè)軟件套件”，為企業(yè)邁向“工業(yè)4.0”奠定基礎(chǔ),。
1.1標(biāo)準(zhǔn)概述
IEC61850是新一代的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn),，它規(guī)范了數(shù)據(jù)的命名、數(shù)據(jù)定義,、設(shè)備行為,、設(shè)備的自描述特征和通用配置語言。同傳統(tǒng)的IEC60870-5-103標(biāo)準(zhǔn)相比,，它不僅僅是一個(gè)單純的通信規(guī)約,，而是數(shù)字化變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，它指導(dǎo)了變電站自動(dòng)化的設(shè)計(jì),、開發(fā),、工程,、維護(hù)等各個(gè)領(lǐng)域。該標(biāo)準(zhǔn)通過對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的對(duì)象統(tǒng)一建模,，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的抽象通信服務(wù)接口,，增強(qiáng)了設(shè)備之間的互操作性，可以在不同廠家的設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)無縫連接,。智能化一次設(shè)備和數(shù)字式變電站要求變電站自動(dòng)化采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn),。IEC61850是至今為止為完善的變電站自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)，它不僅規(guī)范保護(hù)測(cè)控裝置的模型和通信接口,，而且還定義了數(shù)字式CT,、PT、智能式開關(guān)等一次設(shè)備的模型和通信接口,。采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)可以大大提高變電站自動(dòng)化技術(shù)水平,、提高變電站自動(dòng)化安全穩(wěn)定運(yùn)行水平，節(jié)約開發(fā)驗(yàn)收維護(hù)的人力物力,，實(shí)現(xiàn)*的互操作,，如圖1所示。
IEC61850與傳統(tǒng)的SCADA協(xié)議不同的是,，它不僅是一個(gè)簡單的協(xié)議,，更涉及到通信網(wǎng)絡(luò)性能要求、對(duì)象建模,、系統(tǒng)和項(xiàng)目管理等多方面的規(guī)范要求,。IEC61850采用面向?qū)ο蟮慕７椒ê统橄蟆⒎謱佑成涞募夹g(shù),，通過規(guī)范系統(tǒng)和項(xiàng)目管理以及*性測(cè)試等途徑來保證其目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，并且IEC61850不僅適用于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通信,，也適用于配電自動(dòng)化,、電能計(jì)量系統(tǒng)、發(fā)電廠自動(dòng)化系統(tǒng),、風(fēng)力發(fā)電以及其它工業(yè)領(lǐng)域,。
圖1：IEC61850與數(shù)字化變電站(SAS)之間的相互關(guān)系：
1.2 制造報(bào)文規(guī)范MMS
制造報(bào)文規(guī)范(Manufacturing Message Specification,MMS)是網(wǎng)絡(luò)上實(shí)時(shí)處理和監(jiān)控系統(tǒng)信息交換的標(biāo)準(zhǔn)，由標(biāo)準(zhǔn)化組織和電工委員會(huì)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)委員會(huì)TC184工業(yè)組負(fù)責(zé)制定和發(fā)展,，它適合于在不同的設(shè)備,、應(yīng)用、發(fā)展商和領(lǐng)域內(nèi)提供通用信息服務(wù),，例如：MMS提供的讀(Read)服務(wù)允許網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備,、應(yīng)用或計(jì)算機(jī)從另外一個(gè)設(shè)備、應(yīng)用或計(jì)算機(jī)內(nèi)讀取所需的變量,，而不管這個(gè)變量是在可編程邏輯控制器,、機(jī)器人,、遠(yuǎn)方終端設(shè)備或智能電子設(shè)備內(nèi)。MMS已經(jīng)廣泛應(yīng)用在制造,、石油化工,、電力工業(yè)和太空探索等領(lǐng)域。
MMS由以下各部分組成：
1) 服務(wù)規(guī)范(Service Specification)
2) 協(xié)議規(guī)范(Protocol Specification)
3) 機(jī)器人伴同標(biāo)準(zhǔn)(Robot Companion Standard)
4) 數(shù)字控制器伴同標(biāo)準(zhǔn)(Numberical Controller Companion Standard)
5) 可編程邏輯控制器伴同標(biāo)準(zhǔn)(Programmable Logical Controller Companion Standard)
6) 過程控制系統(tǒng)伴同標(biāo)準(zhǔn)(Process Control System Companion Standard)
上列各部分中,，*部分服務(wù)規(guī)范和第二部分協(xié)議規(guī)范是其核心,，服務(wù)規(guī)范包含的定義
有：①虛擬制造設(shè)備(Virtual Manufacturing Device,VMD)；②網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)間的信息交換,；③與VMD有關(guān)的屬性和參數(shù),。協(xié)議規(guī)范定義的是通信規(guī)則，包括：①信息格式,；②通過網(wǎng)絡(luò)的信息順序,；③MMS層與ISO/OSI開放模型的其他層的交互，而3)-6)則是針對(duì)不同的應(yīng)用領(lǐng)域的伴同標(biāo)準(zhǔn),。
MMS提供了豐富的針對(duì)對(duì)等式實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)的一系列任務(wù),，已經(jīng)成為許多工業(yè)領(lǐng)域的控制設(shè)備的通信協(xié)議，例如CNC,、可編程邏輯控制器,、機(jī)器人、電力領(lǐng)域中的遠(yuǎn)方終端設(shè)備(RTU),、能源管理系統(tǒng)(EMS),、重合器、開關(guān)等IED設(shè)備,。許多流行的計(jì)算機(jī)平臺(tái)都支持基于MMS的互聯(lián),，在軟件支持上，更多的API,、圖形界面,、網(wǎng)關(guān)、字處理,、電子表格,、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫都支持MMS，從通信連接上看,，MMS在以太網(wǎng),、令牌總線、串行接口RS-232C,、OSI,、TCP/IP、MiniMAP上也都很容易實(shí)現(xiàn),，如圖2所示：
那里有賣西門子CPU315-2PN/DP
圖2：MMS在IEC61850報(bào)文結(jié)構(gòu)中的位置
1.3 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)
變電站自動(dòng)化系統(tǒng)由各種IED 組成,，主要完成變電站內(nèi)設(shè)備的控制,、監(jiān)視和保護(hù)功能，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置,、通信管理和軟件管理等系統(tǒng)維護(hù)功能,。IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在邏輯上劃分為3 層(即變電站層、間隔層和過程層),，并將具體應(yīng)用功能分解為許多常駐在不同IED 內(nèi),、彼此間相互通信的單元，稱為邏輯節(jié)點(diǎn)(logical node,，LN),，然后以LN 為對(duì)象建立變電站內(nèi)IED 的統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和服務(wù)模型，旨在解決不同廠商提供的IED間的數(shù)據(jù)交換,、信息共享等問題,。
遵循IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括：①主站自動(dòng)化系統(tǒng)軟件(人機(jī)界面、數(shù)據(jù)庫及系統(tǒng)管理等),；②間隔層裝置(保護(hù),、測(cè)控單元等)；③過程層設(shè)備,，包括電子式電流/電壓互感器(electronic current/potential transducer,，ECT/EPT)、智能斷路器/隔離開關(guān),、合并單元等,；④工程化工具(如配置工具等)，用于管理IEC 61850所定義的的通信模型,，并滿足IEC 61850-6(配置)和IEC 61850-10(*性測(cè)試)的規(guī)范要求,，如圖3所示：
圖3：IEC61850與數(shù)字化變電站接口與體系結(jié)構(gòu)
1.4數(shù)據(jù)模型
在了解數(shù)據(jù)模型之前，首先需要了解一些關(guān)于IEC61850 的重要概念
智能電子設(shè)備(IED)：實(shí)際的物理設(shè)備,，如開關(guān),、斷路器，綜保等,。
功能：變電站自動(dòng)化系統(tǒng)執(zhí)行的任務(wù)，如：母線保護(hù),、聯(lián)鎖,、報(bào)警管理等。
邏輯設(shè)備(LD)：一種虛擬設(shè)備,，聚合邏輯節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù),，物理設(shè)備可以包含一個(gè)或多個(gè)LD。
邏輯節(jié)點(diǎn)(LN)：用來描述系統(tǒng)功能的基本單位,，是數(shù)據(jù)對(duì)象的容器,，可以任意分配到
IED,，每個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)和內(nèi)部的數(shù)據(jù)都有具體的語義，并通過他們的服務(wù)與外部進(jìn)行交互,。
在IEC61850 中,，一個(gè)IED 設(shè)備的外部性能通過Server 服務(wù)器類來表征，Server 服務(wù)器可以包含一個(gè)或多個(gè)邏輯設(shè)備,，一個(gè)邏輯設(shè)備可以包含多個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn),，在IEC61850 中一些邏輯節(jié)點(diǎn)是電力系統(tǒng)實(shí)設(shè)備的映射。一個(gè)IED 設(shè)備要實(shí)現(xiàn)特定功能必然需要這些邏輯節(jié)點(diǎn)來終實(shí)現(xiàn)操作,、控制的功能,。可以簡單理解邏輯設(shè)備是IED 設(shè)備實(shí)現(xiàn)具體一個(gè)功能的抽象容器,，在這個(gè)容器中包含了實(shí)現(xiàn)功能所需的相應(yīng)的邏輯節(jié)點(diǎn),。
下圖4描述了從一個(gè)實(shí)際的項(xiàng)目中如何對(duì)實(shí)際的物理設(shè)備建模的完整過程：
圖4:設(shè)備建模的完整過程
就針對(duì)一個(gè)具體的IED設(shè)備模型而言，下圖5描述了該物理設(shè)備中所包含的內(nèi)容及其交互關(guān)系：
圖5：數(shù)據(jù)模型所包含的內(nèi)容及交互關(guān)系
下圖6為一個(gè)實(shí)際的IED物理設(shè)備所包含的相關(guān)內(nèi)容,，該圖描述了該LED設(shè)備中其中一個(gè)邏輯設(shè)備”Tampa_Control”的邏輯節(jié)點(diǎn)”Q0XCBR1”斷路器的”位置Pos”數(shù)據(jù)的相關(guān)狀態(tài) “stVal和ctlVal”,。
圖6：一個(gè)實(shí)際的IED設(shè)備所包含的內(nèi)容
2 “IEC61850 Server Library”軟件包概述
2.1 “IEC61850 Server Library”通信概述
“IEC61850 Server Library”軟件包是西門子推出的基于S7-300/400作為服務(wù)器端的IEC61850規(guī)約的通信解決方案，通過該軟件包,，可以將S7-300/400 “虛擬”為一個(gè)IEC61850服務(wù)器端設(shè)備,，之后S7-300/400 可以支持在IEC61850總線上的過程變量導(dǎo)出，下圖7為“IEC61850 Server Library”軟件包通信總覽：
圖7：“IEC61850 Server Library“軟件包通信總覽
“IEC61850 Server Library “軟件包具有如下特征：
1) 功能*的功能塊庫,，支持德語及英語的在線幫助,。
2) 每個(gè)IEC61850 客戶端設(shè)備將通過一個(gè)ISO-On-TCP連接服務(wù)器。
3) 多可以支持100 Data-Attribute及10 DataSet(每個(gè)DataSet包含100個(gè)Data-Attributes)：
4) Data-Attribute支持如下數(shù)據(jù)類型,，如圖8所示：
圖8：”IEC61850 Server Library”所支持的數(shù)據(jù)類型
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