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Simatic HMIWinCC及其选件介绍

A&D CS HMI Team

Automation and Drives

SIMATIC HMIThe Human Machine Interface

系统概述

软硬件要求

通讯

数据库

C/S结构

B/S结构

可用的资源

选件和附加件

WinCC是…

• Windows Control Center

• 上位机组态软件

• SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)系统(即监视控制与数据采集系统)



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软硬件要求

通讯

数据库

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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

WinCC的组成部分



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

WinCC在系统中的位置



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

WinCC在系统中的位置



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C/S结构

B/S结构

可用的资源

选件和附加件

竞争对手和同行

• WonderWare的InTouch

• GE Fanuc的iFix 和 Cimplicity

• 澳大利亚的CiTech

• Rockwell的Rsview32

• 意大利LogoSystem的LogView

• 国内的组态王，MCGS，力控等软件



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

WinCC 的优势

• 品牌的稳定和可靠带来投资的保障

• 有完善的技术支持体系和大量本地化的投入

• 开放性

• 丰富的选件和附加件

Option：由A&D开发

Add-Ons:由西门子内外部合作伙伴开发

• TIA

a）统一的组态和编程

b）统一的数据管理

c）统一的通信

• 提出工厂智能的概念(Plant intelligence )



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

TIA

• 与 Simatic PLC 在软硬件上的无缝集成

a) 与 S7 PLC的高效率的数据传输

1. 批量数据读写

2. 批量报警信息上传

3. 支持高速归档, 时间间隔可达1ms

b) 在WinCC中直接使用Step7的符号变量表

c) 在WinCC运行时直接跳转到Step7的功能块, 便于故障分析

d) 在WinCC运行时启动Step7的硬件诊断功能

e) ProAgent强有力的过程诊断工具,精确和快速的对机器或设备进行过程故障诊断



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C/S结构

B/S结构

可用的资源

选件和附加件

工厂智能

• 工厂智能意味着智能化地运用已有的生产信息, 从而改进和优化业务流程

降低工厂成本

避免废品

有效利用现有生产设施的产能

实现公司的整体效益

• 提高公司的运营效率和盈利能力



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C/S结构

B/S结构

可用的资源

选件和附加件

工厂智能的需求

• 如何实现 ...

–长期数据归档

–创建形式多样, 满足不同需求的报表

–分析原始数据

–向其它应用提供 WinCC 数据• MES (如, 通过 OPC 接口) • 用户自行开发的应用 (VB)• SPC 应用 (如, 以 OPC 客户机的形式)

–向 WinCC 写入数据

–在不同系统之间实现数据传输答案



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通讯

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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

版本类型



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

授权类型

Runtime + Configuration (RC)

Complete128

Power Tags

Complete256

Power Tags

Complete1024

Power Tags

Complete8000

Power Tags

Complete65,536

Power Tags

werack

256PowerPack(128)

1024PowerPack(256)

8,000PowerPack

(1024)

65,536PowerPack

(8000)

Runtime (RT)

Runtime128

Power Tags

Runtime256

Power Tags

Runtime1024

Power Tags

Runtime8000

Power Tags

Runtime65,536

Power Tags

werack

256PowerPack(128)

1024PowerPack(256)

8,000PowerPack

(1024)

65,536PowerPack

(8000)

升级包（Powerpacks）：Power Tag 升级，以便使用更多的过程变量

归档变量（Archive Tags）：可以归档多于512个变量



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

硬件要求



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C/S结构

B/S结构

可用的资源

选件和附加件

软件要求

• 对 Windows 的版本有要求

• 对Step7 和其他西门子软件的版本有要求

• 目前只有 For Windows的版本

Acrobat Document



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

软件安装

安装Microsoft Message Queue

安装Microsoft SQL Server 2000

安装SIMATIC WinCC

补充安装其他组件



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可用的资源

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通讯结构

Automation Network



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

WinCC 所支持的通讯类型

• S5

• S7通讯协议集

a) MPI

b) ProfiBus

c) TCP/IP 和工业以太网

• 第三方设备通讯方式: OPC

• CDK



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

什么是OPC

• 在自动化应用中实现服务器和客户端通讯的一套标准接口

• 基于MS Component Object Model(Com, 组件对象模型)

• OLE( Object Linking and Embedding,对象的嵌入和链接)是COM的前身原本用来将OFFICE文档嵌入到其他文档中。例如 Excel表格插入到PPT中

• OPC：OLE for Process Control（用于过程控制的OLE）



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B/S结构

可用的资源

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WinCC支持的OPC的类型

• OPC DA (数据访问 )

• OPC HDA (历史数据访问 )

• OPC A&E (报警与事件 )

• OPC XML DA



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C/S结构

B/S结构

可用的资源

选件和附加件

WinCC做为OPC DA服务器

Excel



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

WinCC 做为OPC DA 客户端和服务器

LAN

OPC DA Server

OPC DA Client



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B/S结构

可用的资源

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演示和试验

• WinCC 和 S7-300 之间的 TCP/IP 和以太网通讯

• WinCC 和 S7-300 之间的OPC 通讯 ( APC 方式 )



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B/S结构

可用的资源

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休息时间



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B/S结构

可用的资源

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客户机服务器（C/S）结构

• 客户机/服务器结构是在网络的基础上,以数据库为后援,以微机为工作站的一种系统结构.

• 通过将任务合理分配到客户机端和服务器端，降低了系统的通讯开销，可以充分利用两端硬件环境的优势。

• WinCC可组态含有多个客户机和服务器的C/S系统,从而更有效地操作和监控大型系统。



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数据库

C/S结构

B/S结构

可用的资源

选件和附加件

客户机服务器项目类型

• 可组态的项目类型:

a) 多用户系统

b) 分布式系统

c) 冗余服务器

d) 中央归档服务器

e) 长期归档服务器



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B/S结构

可用的资源

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多用户系统结构

Automation Network

Up to 32 WinCC Clients

LAN



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

多用户系统

• 多用户系统由一台服务器和多个操作站(客户机)组成

• 通常对小系统，即数据不需要分布到多个服务器的情况下，组态带有过程驱动器连接的单服务器。

• 必须安装 WinCC Basis System、WinCC Option服务器版的许可证以及Microsoft Windows 2000服务器版操作系统。对于一台客户机，最小的运行系统许可证(Runtime 128)就已经足够



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C/S结构

B/S结构

可用的资源

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多用户项目组态步骤

STEP1:在服务器上创建类型为“多用户项目”的新项目

STEP2:在服务器上组态必要的的项目数据(变量,归档和画面…)

STEP3:在计算机列表中输入客户机的名称.



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件


• STEP4.在用户管理器中创建一个可以操作客户机的用户,这个用户需要“1001组态远程”授权来打开服务器项目.如果需要激活服务器项目的话,还需具有“1000 激活远程”的授权



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件


• STEP5:生成服务器数据包.确保生成数据包的图标为双显示器.



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件


• 如果数据包图标为单显示器,需要在隐含数据更新对话框中选中“自动导入”复选框.然后重新生成数据包.



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件


• STEP1:在客户机上打开服务器项目,客户登陆对话框就会弹出



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件


• STEP2:用定义在服务器上的用户(具有1000,1001授权)登陆.SERVER工程就在本地机打开,激活.



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可用的资源

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冗余服务器结构

Automation Network


LAN



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B/S结构

可用的资源

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分布式系统

Automation Network


LAN

Up to 12 WinCC servers



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B/S结构

可用的资源

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中央归档服务器

Automation Network

WinCC Clients

LAN

WinCC servers

Historian servers



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

演示和试验

• 多用户项目演示

• 分布式项目演示



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

WinCC B/S 结构的实现

• 基于MS IIS(Internet Information Services)技术

• WinCC Web Navigator提供了通过Internet/Intranet监控工业过程的解决方案

• Web Navigator可被称为“瘦客户”，即只需IE浏览器就可监控运行的WinCC工程，而不需要在客户机上安装整个WinCC基本系统。



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C/S结构

B/S结构

可用的资源

选件和附加件

WinCC B/S 结构的安全性

• Web Navigator支持目前所有常用的安全标准(银行和保险部门使用), 包括

a）用户名和密码登陆

b）防火墙技术

c）安全ID卡

d）SSL（Secure Socket Layer）

e）HTTPS（Secure HTTP）

f）带用户名和密码登陆的RAS拨号登陆



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软硬件要求

通讯

数据库

C/S结构

B/S结构

可用的资源

选件和附加件

岛状结构



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C/S结构

B/S结构

可用的资源

选件和附加件

在WinCC SERVER上建立WEB SERVER



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

WINCC SERVER 与 WEB SERVER 分离



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C/S结构

B/S结构

可用的资源

选件和附加件

WEB 服务器组态步骤

• 安装 IIS 后安装 Web Navigator

• 组态 WinCC 项目

• 为网络监控添加用户和权限

• 发布 WinCC 项目



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C/S结构

B/S结构

可用的资源

选件和附加件

Web 工程客户组态



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

Web 工程客户组态



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B/S结构

可用的资源

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演示和试验

• Web Navigator 功能演示

• Dat@monitor 功能演示



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

WinCC数据库概貌



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数据库

C/S结构

B/S结构

可用的资源

选件和附加件

数据库文件



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

数据存储方式

1

2

3



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

丰富的选件和附加件

• Web Navigator

• Dat@monitor

• Industrial DataBridge

• Connectivity Pack

• ProAgent

• Audit

• WinBDE

• System Diagnostics

返回



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

Industrial DataBridge



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

Industrial DataBridge

Provider Consumer

OPC Data Access

OPCData Access

MS Excel

Send / Receive

Send / Receive

WinAC Send / Receive

WinAC Send / Receive

DB (SQLSvr / Access)

DB (SQLSvr / Access)

OPC DAServer

DB (Oracle)DB (Oracle)

V6.0 SP1

IndustrialData

Bridge

(工业数据桥)

数据源数据目的方

Dynamic DBDynamic DB

WinCC OLE DB

Status im OPC DA Server

CSV File



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

• 产品定位：

a) 访问 WinCC 变量, 报警和归档的开放性接口

b) 通过标准 OPC / WinCC OLE-DB 接口在本机或远程访问WinCC

c) “编程工具”需要具备数据库和(或) OPC 的知识

d) 可以访问长期归档

e) 在标准的应用软件或自行开放的软件中使用WinCC的数据(OPC 客户机, VB 应用程序, ASP 等.)

Connectivity Pack



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B/S结构

可用的资源

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Connectivity Pack组成部分

• WinCC OLE DB Provider

• OPC HDA

• OPC A&E

• OPC XML DA



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可用的资源

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Connectivity Pack

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Connectivity Pack－OPC

• OPC HDA Server 1.1 (Historical Data Access)

访问历史(归档)数据

支持 OPC HDA 冗余

• OPC A&E Server 1.0 (Alarms & Events)

转发或确认报警

• OPC XML Server

通过 Web Services 访问 WinCC 内部和外部标签变量

在 Windows 和非 Windows 系统之间实现跨平台通讯



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WinCC OLE-DB Provider

WinCC OLE-DB Provider

访问过程值归档和消息归档

跨数据库段 (database segment) 的访问接口

同时访问内部压缩和非压缩数据的接口

接口

过程值归档语法: TAG:R, <ValueID 或 ValueName>,<TimeBegin>,<TimeEnd>

时间戳可以是相对值或绝对值

举例

TAG:R,1,‘2003-07-23 12:00:00.000‘,‘2003-07-23 16:00:00.000‘,消息归档

语法: ALARMVIEW:SELECT*FROM <ViewName>[WHERE...., optional]

WHERE 后面的时间戳是绝对值; SELECT * 是固定格式

举例:

ALARMVIEW:SELECT*FROM AlgViewEnu WHERE Class=2



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数据库的本地访问



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可用的资源

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数据库的远程访问



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

演示和试验

• WinCC OLE DB Provider 例程演示



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B/S结构

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选件和附加件

ProAgent

• WinCC ProAgent 与 S7 Pdiag/Graph/HiGraph结合起来, 可以在WinCC上实现可视化过程诊断

• 它能有效的减少操作人员对过程错误诊断和定位时间,同时降低系统停机时间,从而提高生产效率



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可用的资源

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用GRAPH编制的程序



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可用的资源

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诊断信息在WinCC上的显示



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WinCC Audit

• 美国食品和药物管理局（FDA）的“联邦规范法典”（CFR）和其它文件中规定了食品药品生产质量管理规范（GMP）规则。 FDA 21 CFR Part 11 包含访问管理的规则，处理电子签名，更改管理和归档以及恢复电子记录等。

• 我们的客户期望从我们的自动化系统中得到若干支持 FDA的基于计算机软件的管理功能，以减少人工操作，从而降低生产成本，提高生产效率。

• 应用“FDA 选件”WinCC/Audit ，根据药品生产质量管理规范,SIMATIC WinCC 可遵从 FDA 21 CFR Part 11 在制造和食品行业中的各项要求，可使工厂更容易通过FDA认证。



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选件和附加件

Audit可以记录哪些WinCC的组态信息

• 变量管理（系统变量除外）

• 报警记录的组态

• 变量归档的组态

• 文本库编辑（仅限于德语，英语，法语，意大利语和西班牙语）

• 用户管理

• 报表编辑中的打印任务

• 用户归档的组态

• 其他所有能在WinCC CS数据库中记录的组态编辑器



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

Audit RT的功能

• 自定义Audit函数（C,VBS）

• Audit Viewer OCX控件

• 运行时Audit数据库引擎

• WinCC Audit API函数 (VB, VC 外部调用)



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B/S结构

可用的资源

选件和附加件

查看操作员纪录



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C/S结构

B/S结构

可用的资源

选件和附加件

在Audit Viewer 中查看组态记录



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C/S结构

B/S结构

可用的资源

选件和附加件

操作员纪录-用户自定义



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数据库

C/S结构

B/S结构

可用的资源

选件和附加件

单用户和多用户服务器下项目

涵盖所有Audit功能：

☺ WinCC组态信息

☺ 运行信息的纪录

☺ 文件控制

☺ 操作员操作纪录等等

多用户客户机项目

Audit所有功能均可以在这种项目类型下使用，但需注意以下几点：

☺ 1.多用户客户端可以修改服务器项目，但是Audit

记录的是服务器计算机名和用户

☺ 2.客户机上如果有RC授权，可以实现文件控制功能

☺ 3.客户机上要使用操作员记录函数或者Audit API函数，需要RC或者RT的授权

分布式客户机项目

因为这种项目类型没有自己的报警纪录，变量归档，用户归档的功能，所以Audit的某些功能不能实现

1.本地单用户Audit没有运行信息记录

2.本地多用户Audit没有运行信息记录

3.不可以对服务器端的项目进行文件控制

4.通过画面窗口访问服务器画面，不可以在服务器端记录自定义的操作员记录

☺通过画面窗口访问服务器画面，可以在服务器端记录标准对象的操作员记录

不同项目类型下的Audit应用



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可用的资源

选件和附加件

可用的资源

• Prodis

support.automation.siemens.com

• A&D Mall

mall.automation.siemens.com

其他:

http://www.wincc.net/

http://www.siemens.com/wincc

http://www.wincc.de

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