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西門子SIPART PS2智能電氣閥門定位器說明書
點擊次數(shù)：3625 發(fā)布時間：2015-6-13
西門子閥門定位器6DR5210安裝操作便捷，具有自動初始化功能。在線適應(yīng)程序提供高質(zhì)量的控制源。 6DR5210閥門定位器的“緊密關(guān)閉"功能可確保對閥座的zui大定位壓力?？墒褂眉儍籼烊粴?、二氧化碳氮氣或惰性氣體作為氣源。
SIPART PS2電氣閥門定位器 6DR5210
溫度測量:
串行接口:
壓力接口:
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8(6)K+8(6)J安裝
8(6)J安裝
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定位器
產(chǎn)品縱覽
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| 定位器 | 應(yīng)用 | 描述 | 頁碼 | 組態(tài)軟件 |
 | 氣動直行程或角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置控制，也可用于本安要求 | SIPART PS2 用于氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位的通用設(shè)備 ?連接：4 - 20 mA ?HART; PROFIBUS PA 或 FOUNDATION Fieldbus ?本地手動操作 ?數(shù)字輸入和輸出 ?診斷功能 ?模塊化功能 ?自動啟動 | 3 | SIMATIC PD |
 | 同上，但采用隔爆外殼 | SIPART PS2 同上，但采用隔爆外殼 | 3 | SIMATIC PDM |
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SIPART PS2 電氣定位器，帶鋁塑外殼
SIPART PS2 Ex d 電氣定位器，帶隔爆鋁外殼
SIPART PS2，帶不銹鋼外殼
SIPART PS2 電氣定位器用于控制氣動直行程或角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)這類終端控制元件。電氣定位器驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)至與設(shè)定點相應(yīng)的閥位。附加輸入功能可用于鎖定閥位或驅(qū)動閥門到安全位置。為實現(xiàn)此功能，一個數(shù)字輸入通道已作為標(biāo)準(zhǔn)配置集成在基型產(chǎn)品中。
定位器
SIPART PS2
技術(shù)描述
優(yōu)點SIPART PS2 定位器提供了決定性的優(yōu)點： ? 安裝簡單，自動初始化（零位和行程范圍自動調(diào)整i）
? 操作簡便
- 使用三個按鈕和用戶友好的雙行顯示可進(jìn)行本地操作( 手操) 和組態(tài)
- 通過 SIMATIC PDM 組態(tài)
? 高質(zhì)量控制源于在線自適應(yīng)程序
? 穩(wěn)態(tài)工作時耗氣量可忽略不計
? “ 緊密關(guān)閉" 功能（確保對閥座zui大的定位壓力）
? 通過簡單的組態(tài)可實現(xiàn)多種功能（例如設(shè)置特性曲線和極 限值）
? 對閥門和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的擴(kuò)展診斷功能
? 直行程和角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用同一型號的定位器
? 可動部件少，因此對振動不敏感
? 在環(huán)境條件下，可選用外部非接觸式傳感器
? “ 智能電磁閥"：部分行程測試盒電磁閥功能整合于一臺 設(shè)備中
? 部分行程測試，例如可用于安全閥
? 也可使用純凈的天然氣、二氧化碳氮氣或惰性氣體作為氣源
? SIL （安全完整性等級） 2
應(yīng)用SIPART PS2 定位器主要用于以下行業(yè)：
? 化工/ 石化
? 電廠
? 造紙和玻璃
? 水和污水
? 食品和制藥
? 海上平臺
SIPART PS2 定位器有以下幾種型式：
? 用于單作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)：鋁塑、不銹鋼或鋁外殼，以及隔爆鋁 外殼（Ex d）
? 用于雙作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)：鋁塑外殼、不銹鋼外殼和隔爆鋁外 殼（Ex d）
? 用于非危險場所
? 用于危險場所的各種類型
- 本安防爆型“Ex i"
- 隔爆型“Ex d" ，隔爆鋁外殼
- 無火花型 "Ex nA", 粉塵防爆“Ex t" 外殼
其它型式：
? 0/4 ~ 20 mA 控制信號，帶/ 不帶HART 通信
? 帶 PROFIBUS PA 通信接口
? 帶 FOUNDATION Fieldbus (FF) 通信接口。
定位器
SIPART PS2
技術(shù)描述
防爆類型
? “ 本安" 防爆型用于 Zone 1,
2, 21 或 Class I, Division 1, Groups ABCD
? “ 外殼粉塵防爆" 型用于 Zone 22
? “ 無火花" 防爆型用于 Zone 2 或 Class I, Division 2, Groups ABCD
?“ 隔爆" 型用于
Zone 1 或 Class I, Division 1, Groups ABCD
不銹鋼外殼用于環(huán)境條件
? SIPART PS2 提供不銹鋼外殼（無液晶顯示窗口）用于特殊腐 蝕性環(huán)境（例如海上平臺、氯堿廠等）。其功能與基型產(chǎn)品 相同。
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SIPART PS2 定位器是一種采用高集成微處理器的數(shù)字式現(xiàn)場 設(shè)備。 定位器由以下部件組成：
? 殼體和蓋子
? PCB – 帶或不帶HART 通信
或符合以下通信協(xié)議
- PROFIBUS PA 規(guī)范， IEC 61158-2 ；總線供電， 或
- FOUNDATION Fieldbus (FF) 規(guī)范， IEC 61158-2，總線供電
? 位置檢測系統(tǒng)
? 螺絲接線端子盒
? 壓電閥預(yù)控的氣動閥組
閥組位于殼體內(nèi)，氣源和定位壓力的氣動連接在定位器右側(cè)。 壓力表組件和/ 或安全電磁閥可作為可選件接在那里。使用適 當(dāng)?shù)陌惭b組件，SIPART PS2 定位器可安裝到直行程或角行程執(zhí) 行機(jī)構(gòu)上。殼體內(nèi)電路板安裝架提供數(shù)個插槽，用于安裝單獨 訂購的具有下列功能的電路板：
Iy 模塊
? 二線制 4~20 mA 位置反饋
報警模塊（3 路輸出， 1 路輸入）
? 采用數(shù)字信號發(fā)出直行程或轉(zhuǎn)角兩個限位信號。 兩個限位值可獨立設(shè)置為zui大或zui小值。
? 在自動模式時，如果終端控制元件不能達(dá)到設(shè)定位置或定位 器發(fā)生故障，輸出一個報警信號。
? 第二個數(shù)字輸入通道用于報警聯(lián)鎖信號，觸發(fā)安全響應(yīng)，例
如鎖定功能或至安全位置。
通過槽式觸發(fā)器發(fā)出限位信號（SIA 模塊）
通過槽式觸發(fā)器可發(fā)出兩個冗余的限位信號，符合NAMUR 信 號標(biāo)準(zhǔn)（EN 60947-5-6） 。一個報警輸出也集成于此模塊中 （見“ 報警模塊"）。
機(jī)械式限位模塊
（機(jī)械限位觸點模塊）
通過開關(guān)觸點可發(fā)出兩個冗余的限位信號。一個報警輸出也集 成于此模塊中（見“ 報警模塊"）。
上述所有模塊都符合：
所有信號互相以及與基本單元電氣隔離。輸出為發(fā)出故障信 號。所有模塊易于安裝。
定位器位置檢測系統(tǒng)與控制單元分體安裝
SIPART PS2 所有外殼型式（隔爆型除外），其位置檢測系統(tǒng)與 控制單元都可分體連接。行程和角度的測量可在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上直 接進(jìn)行?？刂茊卧侔惭b在一定距離遠(yuǎn)處，例如安裝在管道或 類似安裝件上，通過一根電纜連接到位置檢測系統(tǒng)，用一根或 兩根氣管與執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接。這種分體設(shè)計常用于環(huán)境條件超過 定位器的規(guī)定使用條件（例如強(qiáng)振）。
下列裝置用來測量直行程或角度：
? NCS 傳感器
? 外部位置檢測系統(tǒng) C73451-A430-D78
? 普通電位器（10 kW 電阻），例如用于較高的環(huán)境溫度或其 它特殊場合
對于短行程的小型執(zhí)行機(jī)構(gòu)來說，推薦使用線性電位器，因為 一方面線性電位器所需的安裝空間很小，另一方面其短行程的 變送特性很理想。
分體安裝的行程檢測系統(tǒng)和控制單元
非接觸式位置傳感器（NCS）
NCS 用于角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu) (6DR4004-.NN10) 通過安裝支架安裝（左）和 NCS 用于直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程≤ 14 mm (6DR4004-.NN20) 通過特定的安 裝方式安裝（右）
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NCS (6DR4004-.NN30) 用于行程> 14 mm 使用 NAMUR 直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)安 裝組件安裝
NCS 傳感器即非接觸式位置傳感器。所有耦合元件，如用于角 行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的耦合輪和驅(qū)動銷或用于14mm 行程以上直行 程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的反饋桿均可省去。
其優(yōu)點：
? 抗振和抗沖擊性更強(qiáng)
? 傳感器無磨損
? 安裝在特小型執(zhí)行機(jī)構(gòu)上無任何問題
? 小行程無回差。
傳感器無需另加電源，即SIPART PS2（非隔爆型）可以在兩線 制系統(tǒng)中工作。NCS（非接觸式位置傳感器）由一個罐裝的傳 感器模塊和一個安裝在直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥桿或角行程執(zhí)行機(jī) 構(gòu)轉(zhuǎn)軸上的磁鐵組成。對于行程>14 mm 的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，磁鐵和 NCS 預(yù)裝在不銹鋼支架上，此支架的機(jī)械接口與定位器本身相 同，即它們可以用標(biāo)準(zhǔn)安裝組件6DR4004-8V, -8VK 和 -8VL 安 裝。
當(dāng)使用外部傳感器時，為了保證連接等級的EMC 符合EC 一致 性聲明，定位器（控制單元）內(nèi)必須安裝EMC 模塊。（見選 型和訂貨數(shù)據(jù)“EMC 濾波模塊" 部分）。
功能
SIPART PS2 定位器的工作原理與傳統(tǒng)定位器*不同。
工作方式
微處理器對設(shè)定點和實際位置作比較。如果微處理器檢測到偏 差，它用一個五步開關(guān)程序來控制壓電閥，壓電閥調(diào)節(jié)進(jìn)入氣 動執(zhí)行機(jī)構(gòu)氣室的流量。
微處理器根據(jù)偏差（設(shè)定點和實際位置）的大小和方向，輸出一 個電控指令給壓電閥。壓電閥將控制指令轉(zhuǎn)換為氣動位置增量。
當(dāng)控制偏差很大時（高速區(qū)），定位器輸出一個連續(xù)信號；當(dāng) 控制偏差不大時（低速區(qū)），定位器輸出連續(xù)脈沖；當(dāng)控制偏 差很小（自適應(yīng)或可調(diào)死區(qū)內(nèi)），則沒有定位信號輸出。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直線或轉(zhuǎn)角位移通過安裝組件檢測并傳遞到安裝 在反饋軸和固定的齒輪傳動機(jī)構(gòu)上的高質(zhì)量電位器。
定位器
SIPART PS2
技術(shù)描述
優(yōu)點
裝在直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的組件檢測的角度誤差被自動地修正。 當(dāng)連接在兩線制系統(tǒng)中， SIPART PS2 *從 4~20 mA 設(shè)定信 號中獲取電源。也可以從PROFIBUS 總線信號中獲取電源 （SIPART PS2 PA）。對于FOUNDATION Fieldbus 型同樣適用。
帶預(yù)控壓電閥的氣動閥組
壓電閥可以釋放很短的控制脈沖，因而能夠達(dá)到很高的定位精 度。主導(dǎo)元件是一個壓電橈曲切換裝置，控制氣動主控部件的 開關(guān)。壓電閥具有極長的工作壽命。
本地操作
本地操作使用內(nèi)置的顯示器和三個按鈕。通過按鈕可進(jìn)行手- 自動工作模式切換、組態(tài)及診斷。 手動模式時，可在整個行程范圍驅(qū)動閥門動作。
用 SIMATIC PDM 組態(tài)軟件進(jìn)行操作和監(jiān)控
組態(tài)軟件SIMATIC PDM 允許對設(shè)備進(jìn)行簡單的操作、監(jiān)控、組 態(tài)和參數(shù)設(shè)置。通過SIMATIC PDM 也可以從設(shè)備讀取診斷信 息。通過HART 協(xié)議或PROFIBUS PA 可實現(xiàn)通信。對于HART 協(xié)議，通過HART 調(diào)制解調(diào)器和HART 兼容的輸入/ 輸出模塊 （遠(yuǎn)程IO）都可訪問此設(shè)備。對這兩種形式的通信，都可通過 相應(yīng)的設(shè)備描述文件，如GSD 和（增強(qiáng)型） EDD。
另外，SITRANS DTM 提供基于經(jīng)測試檢驗的EDD 技術(shù)的軟件， 通過使用FDT 格式應(yīng)用軟件（如PACTware）的DTM （設(shè)備 類型管理員）可用來設(shè)置現(xiàn)場設(shè)備的參數(shù)。SITRANS DTM 和必 須的設(shè)備特定的增強(qiáng)型EDD 可免費下載。軟件提供了HART 和 PROFIBUS 相應(yīng)的通信接口。
自動初始化
使用一個簡單的組態(tài)菜單，可快速配置SIPART PS2，也可通過 自動初始化功能進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在初始化期間，微處理器自動確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的零點、zui大行 程、作用方向和定位速度。用這些數(shù)據(jù)來確定zui小脈沖時間和 死區(qū)，從而優(yōu)化控制效果。
低氣耗
SIPART PS2 的一個特點就是本身耗氣量極低。傳統(tǒng)定位器耗氣 量很大。由于現(xiàn)代壓電閥技術(shù)的使用，SIPART PS2 只在動作時 耗氣，這意味著在很短時間內(nèi)就可以收回定位器本身投資。
定位器
SIPART PS2
技術(shù)描述
全面的監(jiān)控功能
SIPART PS2 具有多種監(jiān)控功能，監(jiān)測執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門的變換， 當(dāng)超過設(shè)定的極限，發(fā)出報警信號。此信息對執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門 的診斷或許非常重要?？纱_定和監(jiān)控的測量數(shù)據(jù)（某些數(shù)據(jù)的 極限可調(diào)整）包括:
? 累積形成
? 動作方向改變次數(shù)
? 報警計數(shù)
? 自適應(yīng)死區(qū)
? 閥門極限位置（如閥座磨損或介質(zhì)沉淀的檢測）
? 運行小時數(shù)（按溫度段和行程段）以及zui低/ zui高溫度
? 壓電閥的工作次數(shù)
? 閥門定位時間
? 執(zhí)行機(jī)構(gòu)泄漏
三級報警狀態(tài)監(jiān)測
智能電氣SIPART PS2 定位器具有更多的監(jiān)測功能。狀態(tài)顯示 源自定位器活動故障的監(jiān)測。故障的嚴(yán)重程度用“ 交通燈信 號" 分級，用綠色、黃色和紅色扳手表示（在SIMATIC PDM 和維護(hù)站指示）：
? 需要維護(hù)（綠色扳手）
? 急需維護(hù)（黃色扳手）
? 臨近故障或故障發(fā)生（紅色扳手）
這使得用戶在可能導(dǎo)致系統(tǒng)停車的閥門和執(zhí)行機(jī)構(gòu)重大故障 發(fā)生前提前采取措施。故障指示通過報警信號發(fā)出，如執(zhí)行機(jī) 構(gòu)膜片損壞或動作遲滯，使得用戶通過適當(dāng)?shù)木S護(hù)策略確保系 統(tǒng)在任何時候的可靠性。
三級報警同樣使得其它故障能早期檢測并發(fā)出報警信號，如填 料盒的靜摩擦力、閥芯/ 閥座的磨損，及掛料和結(jié)垢等。
這些故障指示可通過定位器的報警輸出（zui多3 級，見上）接 線輸出，或通過HART 或現(xiàn)場總線接口通信輸出。這樣HART, PROFIBUS 和 FF 型式的SIPART PS2 可區(qū)別多種不同的故障指 示，以及提供有關(guān)裝置所有關(guān)鍵過程變量的趨勢圖和柱狀圖
定位器顯示器也可顯示分級的維護(hù)需求，包括故障源標(biāo)識。
功能性安全符合 SIL 2
SIPART PS2 定位器適用于功能性安全SIL 2，按IEC 61508 或 IEC 61511-1 的特殊要求的裝置的控制。
這只針對單作用定位器，帶4 ~ 20 mA, PROFIBUS PA 和 FOUNDATION Fieldbus (FF) 輸入，安裝在帶彈簧復(fù)位的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)上。
定位器在故障時按要求排空執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并驅(qū)動閥門到預(yù)設(shè)的安 全位置。
此定位器滿足下列要求：
? 功能性安全達(dá)SIL 2，符合IEC 61508 或IEC 61511-1，用于 安全排氣
? 防爆型 6DR5...-.E...
? 電磁兼容性符合EN 61326/A1，附錄A.1
SIPART PS 2 用作“ 智能電磁閥"
開關(guān)閥，特別是安全裝置，一般有電磁閥控制氣路。如果使用 SIPART PS2 取代這類電磁閥，定位器用單一設(shè)備執(zhí)行兩項任務(wù) （無需額外接線）。
? *，它通過排空執(zhí)行機(jī)構(gòu)按要求切斷閥門（SIL 2，見上）
? 第二，它定期（1~365 天）執(zhí)行部分行程測試，防止閥門 阻滯，如由于腐蝕或生銹。
SIPART PS2 一般處于正常位置（如99% 的位置）不變，同時 它擔(dān)當(dāng)對氣動輸出回路持續(xù)的測試功能，當(dāng)使用電磁閥時，是 做不到的。
控制閥上電磁閥通常在工作期間不能測試。因此當(dāng)使用一臺4 線連接的SIPART PS 2 后，因為排氣可按要求通過定位器執(zhí)行， 電磁閥就不需要了。這意味著對于控制閥，控制功能和關(guān)斷功 能可由單一設(shè)備實現(xiàn)。
組態(tài)
在組態(tài)模式下， SIPART PS2 定位器按要求對以下設(shè)置進(jìn)行組 態(tài)：
? 輸入電流范圍 0 ~ 20 mA 或4 ~ 20 mA
? 設(shè)定點上升或下降特性
? 定位速度（設(shè)定點斜率）
? 分程工作范圍：設(shè)定點起始值和zui大值可調(diào)
? 響應(yīng)區(qū)間（死區(qū)）：自適應(yīng)或固定
? 作用方向：隨設(shè)定點上升，輸出壓力上升或下降
? 定位范圍的限定（閥門工作的起始值和zui大值）
? 終端控制元件的報警限：zui小值和zui大值
? 自動“ 緊密關(guān)閉" （響應(yīng)閾值可調(diào)）
? 行程可按閥門特性曲線修正
? 數(shù)字輸入功能
? 報警輸出功能等。
不同型號的SIPART PS2 的組態(tài)基本相同。
定位器
SIPART PS2
技術(shù)描述
SIPART PS2 電氣定位器原理圖
定位器
SIPART PS2
技術(shù)描述
技術(shù)規(guī)范
SIPART PS2（所有型號）
| 額定使用條件 允許的工作環(huán)境溫度 防護(hù)等級1) 安裝位置 抗振性 ?諧振（正弦波） 符合EN 60068-2-6/05.96 ?沖擊（半正弦波） 符合EN 60068-2-29/03.95 ?噪聲（數(shù)字控制） 符合EN 60068-2-64/08.95 推薦的整體裝置的連續(xù)工作范圍 氣候等級 ?儲藏 ?運輸 ?工作2） | 見第9頁“技術(shù)規(guī)范" IP66 符合EN 60529/NEMA 4X 任意：氣動連接口和排氣口在潮濕 環(huán)境中不能朝上 3.5 mm，2 ~ 27 Hz, 3個周期/軸 98.1 m/s2， 27 ~ 300 Hz，3個周期/軸 150 m/s2，6 ms, 1000次沖擊/軸 10 ~ 200 Hz; 1 (m/s2)2/Hz (3.28 (ft/s2)2/Hz) 200 ~ 500 Hz; 0.3(m/s2)2/Hz (0.98 (ft/s2)2/Hz) 4小時/軸 ≤30 m/s2無諧振銳度 符合EN 60721-3-4 1K5, -40 ~ 80 °C 2K4, -40 ~ 80 °C 4K3, -30 ~ 80 °C | 設(shè)計 工作形式 ?行程范圍（直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)） ?轉(zhuǎn)角范圍（角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)） 安裝類型 ?在直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)上 ?在角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)上 基本型定位器重量 ?鋁塑外殼 ?鋁外殼 ?不銹鋼外殼 ?隔爆外殼 材料 ?外殼 - 6DR5..0-...（鋁塑） - 6DR5..1-...（鋁） - 6DR5..2-...（不銹鋼） - 6DR5.5-...（鋁，隔爆） ?壓力表組件 尺寸 定位器類型 ?鋁塑外殼 ?鋁外殼 ?隔爆外殼 ?不銹鋼外殼 ?防護(hù)等級 -塑膠壓力表 -鋼制壓力表 -不銹鋼316壓力表 ?抗振性 | 3 ~ 130 mm （定位器反饋軸轉(zhuǎn)角16 ～90°） 30 ~ 100° 使用安裝組件6DR4004-8V 必要時加反饋桿6DR4004-8L 安裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的側(cè)柱或平面上 符合IEC 60534-6-1（NAMUR）。 使用安裝組件6DR4004-8D 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝平面 符合VDI/VDE 3845和 IEC 60534-6-2：執(zhí)行機(jī)構(gòu)一側(cè)提供 必要的安裝接口。 約0.9 kg 約1.3 kg 約3.9 kg 約5.2 kg Makrolon GD AISi12 奧氏體不銹鋼 材料號：1.4581 GK AISi12 鋁AIMgSi，陽極氧化 見第22頁“尺寸圖 單作用和雙作用 單作用 單作用和雙作用 單作用和雙作用 IP31 IP44 IP54 符合EN 837-1 |
| 氣動數(shù)據(jù) 氣源 ?氣源壓力 氣源質(zhì)量符合ISO 8573-1 ?固體顆粒大小和密度 ?露點 ?含油量 氣容（DIN 1945） ?進(jìn)氣4) -2 bar -4 bar -6 bar ?排氣4) -2 bar - 4 bar (58 psi) - 6 bar (87 psi) 壓電閥泄漏量 限流器調(diào)節(jié)率 | 壓縮空氣、二氧化碳（CO2）、 氮氣（N）、 惰性氣體或或清潔天然氣 1.4 ~ 7 bar 2級 2級（低于環(huán)境溫度zui小20 K） 2級 4.1 Nm3/h 7.1 Nm3/h 9.8 Nm3/h 8.2 Nm3/h 13.7 Nm3/h 19.2 Nm3/h < 6 ×10-4Nm3/h 可調(diào)，zui大∞: 1 |