機電一體化綜合實驗講義

1、實驗設(shè)備的了解以及對PLC指令系統(tǒng)軟件的掌握這門課的目的是讓同學(xué)們通過使用實驗儀器設(shè)備及軟件， 對松下 PLC 系統(tǒng)有一個初步的 了解和認識。在踏上工作崗位前對 PLC在科學(xué)研究和生產(chǎn)建設(shè)中的使用有一個基本的概念。我們主要的實驗工具有立體倉庫模型、 材料分揀系統(tǒng)模型、 機械手模型、 計算機及松下 電工編程軟件 FPWIN GR。在實驗前，先了解以下知識：一、PLC的一般結(jié)構(gòu)和基本工作原理1. PLC的一般結(jié)構(gòu)可編程程序控制器實施控制， 其實質(zhì)是按一定算法進行輸入輸出變換， 并將這個變換予 以物理實現(xiàn)。入出變換、物理實現(xiàn)可以說是 PLC實施控制的兩個基本點。而入出變換實際上 就是信息處理，信息處

2、理當(dāng)今最常用的是微處理技術(shù)，PLC也是用它，并使其專用化，使用于工業(yè)現(xiàn)場。至于物理實現(xiàn)，正是它和普通微機相區(qū)別之點，普通微機多只考慮信息本身， 別的不多考慮，而PLC要考慮實際的控制需要。物理實現(xiàn)要求PLC的輸入，應(yīng)當(dāng)排除干擾信 號適應(yīng)于工業(yè)現(xiàn)場。 輸出應(yīng)放大到工業(yè)控制的水平， 能為實際控制系統(tǒng)方便使用。 這就要求 I/O電路專門設(shè)計。根據(jù) PLC實施控制的基本點的分析， PLC采用了典型的計算機結(jié)構(gòu)，主 要是由CPU RAM ROM和專門設(shè)計的輸入輸出接口電路等組成。2. PLC的基本工作原理PLC雖然具有微機的許多特點，但它的工作方式卻和微機有很大不同。微機一般采用等 待命令的工作方式。

3、如常見的鍵盤掃描方式或 I/O 掃描方式， 有鍵按下或 I/O 動作則轉(zhuǎn)入相 應(yīng)的子程序，無鍵按下則繼續(xù)掃描。PLC則采用循環(huán)掃描工作方式，在 PLC中，用戶程序按先后順序存放。CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條。如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。 這種工作方式是在系統(tǒng)軟件控制下， 順次掃描各輸入點的狀態(tài)， 按用戶程序進行運算 處理， 然后順序向輸出點發(fā)出相應(yīng)的控制信號。整個工作過程可分為五個階段：自診斷，和 編程器計算機等的通信，輸入采樣，用戶程序執(zhí)行，輸出刷新。PLC經(jīng)過這五個階段的工作過程， 稱為一個掃描周期，完成一個周期后，又重新執(zhí)行（上 述過程），掃描周而復(fù)始地進行。

4、掃描周期是PLC的重要指標之一，在不考慮第二個因素 （和 編程器等通訊）時，掃描周期 T為：T=（讀入一點時間X輸入點數(shù)）+（運算速度X程序步數(shù)）+（輸出一點時間X輸出點數(shù)）+ 故障診斷時間顯然，掃描時間主要取決于程序的長短，一般每秒鐘可掃描數(shù)十次以上，這對于工業(yè) 設(shè)備通常沒有什么影響。 但對控制時間要求較嚴格， 響應(yīng)速度要求快的系統(tǒng)， 就應(yīng)該精確的 計算響應(yīng)時間， 細心編排程序， 合理安排指令的順序， 以盡可能減少掃描周期造成的響應(yīng)延 時等不良影響。PLC和繼電接觸器控制的重要區(qū)別之一就是工作方式不同。繼電接觸器是按“并行”方式工作的， 也就是說是按同時執(zhí)行的方式工作的， 只要形成電流通路，

5、 就可能有幾個電器同 時動作。而PLC是以反復(fù)掃描的方式工作的，它是循環(huán)地連續(xù)逐條執(zhí)行程序， 任一時刻它只 能執(zhí)行一條指令，這就是說 PLC是以“串行”方式工作的。這種串行工作方式可以避免繼電 接觸器控制的觸點競爭和時序失配問題?？傊?，采用循環(huán)掃描的工作方式也是PLC區(qū)別于微機的最大特點，應(yīng)特別注意。二 、常見技術(shù)性能指標 輸入 / 輸出點數(shù)（即 I/O 點數(shù)）即指 PLC 外部輸入、輸出端子數(shù)。這是最重要的一項技術(shù)指標。 掃描速度一般以執(zhí)行1000步指令所需時間來衡量，故單位為ms/千步。也有時以執(zhí)行一步指令的時間計，女口 （1 s/步。 內(nèi)存容量一般以PLC所能存放用戶程序多少衡量。在PL

6、C中程序指令是按“步” 存放的（一條指令往往不止一“步” ），一“步”占用一個地址單元，一個地址單元一般占用兩個字節(jié)。如一 個內(nèi)存容量為1000步的PLC可推知其內(nèi)存為 2K字節(jié)。 指令條數(shù)這是衡量PLC軟件功能強弱的主要指標。PLC具有的指令種類越多，說明其軟件功能越 強。 內(nèi)部寄存器PLC內(nèi)部有許多寄存器用以存放變量狀態(tài)、中間結(jié)果、數(shù)據(jù)等。還有許多輔助寄存器可 供用戶使用， 這些輔助寄存器?？梢越o用戶提供許多特殊功能或簡化整體系統(tǒng)設(shè)計。因此寄存器的配置情況常是衡量 PLC硬件功能的一個指標。 高功能模塊PLC除了主控模塊外還可以配接各種高功能模塊。主控模塊實現(xiàn)基本控制功能，高功能 模塊則可

7、實現(xiàn)某一種特殊的專門功能。高功能模塊的多少，功能強弱常是衡量 PLC產(chǎn)品水平高低的一個重要標志。目前已開發(fā)出的常用高功能模塊如下：A/D 模塊、 D/A 模塊、高速計數(shù)模塊、速度控制模塊、位置控制模塊、軸定位模塊、溫 度控制模塊、遠程控制模塊、高級語言編輯以及各種物理量轉(zhuǎn)換模塊等等。三、PLC的使用場合 用于開關(guān)邏輯控制。這是 PLC最基本的使用范圍?？捎?PLC取代傳統(tǒng)繼電接觸器控制，如機床電氣、 電機控制中心等， 也可取代順序控制， 如高爐上料、 電梯控制、 貨物存取、 運輸、檢測等?？傊?，PLC可用于單機、多機群以及生產(chǎn)線的自動化控制。 用于機械加工的數(shù)字控制。PLC和計算機控制（CNC

8、裝置組合成一體，可以實現(xiàn)數(shù)值控制，組成數(shù)控機床。 用于機器人控制，可用一臺PLC實現(xiàn)36軸的機器人控制。 用于閉環(huán)過程控制。現(xiàn)代大型PLC都配有PID子程序或PID模塊，可實現(xiàn)單回路、多回路的調(diào)節(jié)控制。 用于組成多級控制系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠自動化網(wǎng)絡(luò)。目前PLC已廣泛使用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、電力、機械制造、汽車裝卸、 造紙、 紡織、環(huán)保以及娛樂等， 為各行各業(yè)工業(yè)自動化提供了有力的工具， 促進了機電一體 化的實現(xiàn)。四、FP1 的內(nèi)部寄存器在使用PLC之前最重要的是先了解PLC的內(nèi)部寄存器及I/O配置情況。表1是PLC的內(nèi)部寄存器及I/O配置一覽表，這里以 C40為例。表 1 中有以下幾點

9、要說明： 表中寄存器均為16位的。表中X、WX和Y、WY均為I/O區(qū)繼電器，可以直接和輸入、 輸出端子傳遞信息。但 X和Y是按位尋址的，而 WX和WY只能按“字”（即16位）尋址。 表中R0R62F和WRWR62均為內(nèi)部通用寄存器， 即可供用戶使用的， 這些寄存器 均可作為內(nèi)部繼電器即 “軟繼電器”用。而R9000R903F和WR90WR903均為特殊寄存器，符號編號功能XX0-X12F輸入繼電器YY0-Y12F輸出繼電器RR0-R62F內(nèi)部通用寄存器（繼電器）R9000-R903F特殊寄存器（繼電器）TT0-T99定時器CC100-C143計數(shù)器WXWX0-WX12“字”輸入繼電器WYWY0

10、-WY12“字”輸出繼電器WRWR0-WR62通用“字”寄存器（繼電器）WR900-WR903專用“字”寄存器（繼電器）DTDT0-DT8999:通用數(shù)據(jù)寄存器DT9000-DT9067專用數(shù)據(jù)寄存器SVSV0-SV143設(shè)定值寄存器EVEV0-EV143:經(jīng)過值寄存器IXr索引寄存器IY索引寄存器Kr十進制常數(shù)寄存器H十八進制常數(shù)寄存器個只能按“字”尋址。另外還有些寄存器是作為系統(tǒng)設(shè)置用的，稱系統(tǒng)寄存器。表1 FP1寄存器I/O配置一覽表 K可以存放十進制常數(shù)，其值為-32768+32767之間的整數(shù)。H可以存放4位十六進制常數(shù)，其值為 0FFFF之間。 X和Y的編號說明如下：女口： X12

11、0即WX12寄存器中的第0號位，X12F即WX12寄存器中第F號位。用圖表示如下：WX12FEDCBA9876543210X12FX120寄存器Y的編號也和此相同。由表中所給X和Y的數(shù)目即可知該種型號 PLC的I/O點數(shù)。X為X0X12F共208個， Y為Y0Y12F共208個，即該PLC總共可擴展416點。但受外部接線端子和主機驅(qū)動能 力的限制一般只能用到 100200點，其余均可做內(nèi)部寄存器用。 如FP1-C40最大可擴到120 點。實驗一 TVJ 99B材料分揀裝置的編程研究一、實驗?zāi)康?. 掌握PLC控制的基本原理以及松下FP0的編程方法、氣壓指示及各類氣 源之間的接線2. 了解氣動技

12、術(shù)、傳感器技術(shù)、位置控制技術(shù)等內(nèi)容二、實驗設(shè)備、材料1. 材料分揀裝置模型12. 計算機13. 編程電纜1三、實驗內(nèi)容和實驗步驟實驗內(nèi)容：該裝置采用臺式結(jié)構(gòu)，內(nèi)置電源，配裝FPO系列主機，轉(zhuǎn)接面板上設(shè)計了可 和其它PLC或單片機連接的轉(zhuǎn)接口。該裝置中，選用了顏色識別傳感器及對不同 材質(zhì)敏感的電容式和電感式傳感器， 分別被固定在網(wǎng)板上。本裝置還設(shè)置了氣動 方面的減壓器、濾清、氣壓指示等，可和各類氣源相連接。各傳感器位置見圖1一四麺!>!3712 0c:為面梭接口:|1怎1因轉(zhuǎn)接板接插口SC8(a)信號板圖TilSFW3汽缸31備垢俺感器 顫色伕感器電窖停感器 電感件感器淞15UCP ; 光

13、電碼盤SP15iiiF 各傳感器的位置圖I（b）傳感器位置圖圖1各傳感器位置及信號板接口1、氣源由二聯(lián)體左側(cè)進氣口連接 6氣管,另一端接至氣源。（非長期使用， 不要向油杯里注油）2、當(dāng)選用外部PLC時，可通過轉(zhuǎn)接板和I/O接口連接，見表1。（注意：一定 要將原配FPO主機聯(lián)線拔掉）表2DB37針-D型接口序號對PLC的I/O口硬板位置號1XB12X393XA24X2105X936X1117X848XF129XC510X41311X5612XE1413X6714X01515X7816XD1617、18Y2C21、22Y0A23、24Y1B25、26Y3D27、28Y4E29、30Y5KA19、3

14、3-37COM+24V20（0）03、編制程序4、接通電源5、將料塊放入豎井式料槽。6運行方式：有料時自動運行，無料時走完一個行程自動停機 分揀系統(tǒng)和PLC的I/O分配表松下 PLC(I/O)分揀系統(tǒng)接口 （I/O）備注輸 入 部 分XFSFW1（推氣缸1動作限位）X1SFW2（推氣缸2動作限位）X2SFW3（推氣缸3動作限位）X3SFW4（推氣缸4動作限位）X4SFW5（下料氣缸動作限位）X5SA（電感傳感器）X6SB（電容傳感器）X7SC（顏色1傳感器）X8SBW1（推氣缸1回位限位）X9SBW2（推氣缸2回位限位）XASBW3（推氣缸3回位限位）XBSBW4（推氣缸4回位限位）XCSBW

15、5（下料氣缸回位限位）XDSD（顏色2傳感器）預(yù)留傳感器XESN（下料傳感器）判斷下料有無X0UCP（計數(shù)傳感器）輸 出 部 分Y0YV1（推氣缸1電磁閥）Y1YV2（推氣缸2電磁閥）Y2YV3（推氣缸3電磁閥）Y3YV4（推氣缸4電磁閥）Y4YV5（下料氣缸電磁閥）Y5M（輸送帶電機）實驗步驟:1. 通電狀態(tài)下，在顏色傳感器下方的傳送帶上， 放置帶有某一顏色料塊，調(diào) 節(jié)傳感器上的電位器，觀察窗口中紅黃（或綠）指示燈，當(dāng)兩燈恰同時發(fā)光時，該靈敏點即為料塊顏色檢出點。（注：順時針旋轉(zhuǎn)檢測色溫向低端移動，否則反 之）2.在電感傳感器下方的傳送帶上，放置鐵質(zhì)料塊，調(diào)整傳感器上兩螺母，使 傳感器上下移

16、動，恰好使傳感器上端指示燈發(fā)光，該高度即為傳感器對鐵質(zhì)材料 的檢出點。（不同檢測體的修正系數(shù)見圖2所示）爪不同檢測體的修正系數(shù)圖2不在 感 的 上，質(zhì)整 上兩螺母,Sn0. 8Sn0. 6Sn0. 4Sn0. 2Sn檢測體修正系檢測體空俵示動作距離使傳感器上下移動，恰好使傳感器上端指示燈發(fā)光,3.電容傳 器下方傳送帶放置鋁 料塊，調(diào) 傳感器 該高度即為傳感器對鋁質(zhì)材料的檢出點4. 氣壓表標值調(diào)定在0.12 Mpa。技術(shù)要求及指標：1、輸入電壓 AC200V 240V （帶保護地三芯插座）2、氣源 >0.2Mpa 且<0.85Mpa3、分揀功能：分揀出金屬和非金屬分揀某一顏色塊分揀出

17、金屬中某一顏色塊分揀非金屬中某一顏色塊分揀出金屬中某一顏色塊和非金屬中的某一顏色塊建議分揀顏色為：紅、綠、蘭建議分揀材料為：鐵、鋁、塑料等。四、頭驗過程和分析1 分析程序整體結(jié)構(gòu)，并寫出程序結(jié)構(gòu)圖。2 去掉部分程序塊，以確定分析是否正確。五、實驗結(jié)果總結(jié)對實驗結(jié)果進行分析，總結(jié)實驗的心得體會，并提出改進意見。六、思考題延時接通電路。其波形圖如下: 延時斷開電路。其波形圖如下:實驗二丁V99C立體倉庫模型系統(tǒng)的編程研究一、實驗?zāi)康?1.掌握PLC控制的基本原理以及松下FP0的編程方 : 2.熟悉步進電機的工作原理及步進電機驅(qū)動器的使用方法 ；'3. 了一機及直流電機進行較 復(fù)雜的位置控制

18、二、實驗設(shè)備材料二r:1.立2.計算機'3.編程電纜 T | I 0 Ml J V H L > I iM I ! - i M IM I II三、實驗內(nèi)容和實驗步驟實驗內(nèi)容：（一）、立體倉庫的基本結(jié)構(gòu)立體倉庫主體由底盤、四層十二倉位庫體、運動機械及電氣控制等四部分組 成。機械部分采用滾珠絲杠、滑杠、普通絲杠等機械元件組成，采用步進電機、 直流電機作為拖動元件。電氣控制是由松下電工生產(chǎn)的 FP0型可編程序控制器（PLC）、步進電機驅(qū)動 電源模塊、開關(guān)電源、位置傳感器等器件組成?？刂泼姘迳系拈_關(guān)及按鈕功能及倉位號（見圖一、二）倉位號顯示1就培0 甌° -2片的開關(guān)及按鈕功能圖

19、二控制面板上的倉位號表一、控制面板上的按鈕功能表101112O7894尺5t陰送2+3>功能選擇手動自動 手動 自動 手動10義疋義選擇1號倉位 機構(gòu)水平向左移選擇2號倉位 7 機構(gòu)垂直向下移選1112擇3號倉位 機構(gòu)水平向右移動選擇4號倉位機構(gòu)水平向后移動自動選擇5號倉位手動機構(gòu)垂直向上移動自動選擇6號倉位手動機構(gòu)水平向前移動7自動選擇7號倉位手動無意義8自動選擇8號倉位手動無意義9自動選擇9號倉位手動無意義10自動選擇10號倉位手動無意義11自動選擇11號倉位手動無意義12自動選擇12號倉位手動無意義（二）立體倉庫硬件原理1.步進電機的原理和選擇（1）.步進電機的工作原理步進電機是數(shù)

20、字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行電動機， 當(dāng)系統(tǒng)將一個電脈沖信號加到 步進電機定子繞組時，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)一步，當(dāng)電脈沖按某一相序加到電動機時，轉(zhuǎn) 子沿某一方向轉(zhuǎn)動的步數(shù)等于電脈沖個數(shù)。 因此，改變輸入脈沖的數(shù)目就能控 制步進電動機轉(zhuǎn)子機械位移的大小； 改變輸入脈沖的通電相序，就能控制步進 電動機轉(zhuǎn)子機械位移的方向，實現(xiàn)位置的控制。當(dāng)電脈沖按某一相序連續(xù)加到 步進電動機時，轉(zhuǎn)子以正比于電脈沖頻率的轉(zhuǎn)速沿某一方向旋轉(zhuǎn)。因此，改變 電脈沖的頻率大小和通電相序，就能控制步進電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向， 實現(xiàn)寬廣 范圍內(nèi)速度的無級平滑控制。步進電動機的這種控制功能，是其它電動機無法 替代的。步進電動機可分為磁阻式、永磁式和混合式，

21、步進電動機的相數(shù)可分 為：單相、二相、三相、四相、五相、六相和八相等多種。增加相數(shù)能提高步 進電動機的性能，但電動機的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動電源就會復(fù)雜，成本就會增加，應(yīng)按 需要合理選用。（2）.步進電動機的特點 .步進電動機是一種作為控制用的特種電機，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度（稱為“步距角”）一步一步運行的，其特點是沒有積累誤差（精度為100%）， 所以廣泛使用于各種開環(huán)控制。 .步進電機的轉(zhuǎn)速和脈沖信號的頻率成正比 .步距值不容易因為電氣、負載、環(huán)境條件的變化而改變，使用開環(huán)控制 （或半閉環(huán)控制）就能進行良好的定位控制。 .起制動、正反轉(zhuǎn)、變速等控制方便。 價格便宜，可靠性高。 .步進電動機的主要缺點是

22、效率較低，并且需要配上適當(dāng)?shù)尿?qū)動電源。 .步進電動機帶負載慣性的能力不強，在使用時既要注意負載轉(zhuǎn)矩的大 小,又要注意負載轉(zhuǎn)動慣量的大小，只有當(dāng)兩者選取在合適的范圍時，電機才能 獲的滿意的運行性能。 .由于存在失步和共振，因此步進電機的加減速的方法根據(jù)利用狀態(tài)的 不同而復(fù)雜多變。(3) .步進電機驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成和交直流電動機不同，僅僅接上供電電源，步進電機不會運行的。為了驅(qū) 動步進電動機，必須由一個決定電動機速度和旋轉(zhuǎn)角度的脈沖發(fā)生器(在該立體倉庫控制系統(tǒng)中采用PLC作脈沖發(fā)生器進行位置控制)、一個使電動機繞組 電流按規(guī)定次序通斷的脈沖分配器、一個保證電動機正常運行的功率放大器， 以及一個直

23、流功率電源等組成一個驅(qū)動系統(tǒng)，如圖三所示。圖三 步進電機驅(qū)動系統(tǒng)的基本組成(4) .步進電動機的選擇在選擇步進電動機時首先考慮的是步進電動機的類型選擇，其次才是具體的品種選擇，在該立體倉庫控制系統(tǒng)中要求步進電動機電壓低、電流小、有定 位轉(zhuǎn)矩和使用螺栓機構(gòu)的定位裝置，確定步進電動機采用2相8拍混合式步進 電機；在進行步進電動機的品種選擇時，要綜合考慮速比i、軸向力F、負載轉(zhuǎn)矩Ti、額定轉(zhuǎn)矩Tn和運行頻率fy,以確定步進電機的具體規(guī)格和控制裝置。根據(jù)計算，在該立體倉庫控制系統(tǒng)中的步進電動機采用北京斯達特機電科 技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的2相8拍混合式步進電機，它的主要特點：體積小，具 有較高的起動和運行

24、頻率，有定位轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點。型號：42BYGHI01電氣原理圖如圖四所示?？旖泳€插頭：紅色表示 A相，藍色表示B相；如果發(fā)現(xiàn)步進電 機轉(zhuǎn)向不對時可以將A相或B相中的兩條線對調(diào)。圖四步進電機的出線圖 此步進電機的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為：電機型號相數(shù)步距角相電流驅(qū)動電壓額定轉(zhuǎn)矩重量42BYGH10121.8°1.7ADC24V0.44N0.24 kg2.步進電機驅(qū)動器的原理和選擇(1).步進電機驅(qū)動器的選擇步進電機的運行要有一電子裝置進行驅(qū)動，這種裝置就是步進電機驅(qū)動器,汗B它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進電機的角位移， 或者說：控制系統(tǒng)每 發(fā)一個脈沖信號，通過驅(qū)動器就使步進電機旋轉(zhuǎn)一步距角。

25、 所以步進電機的轉(zhuǎn)速 和脈沖信號的頻率成正比。所有型號驅(qū)動器的輸入信號都相同， 共有三路信號，它們是：步進脈沖信號 CP方向電平信號DIR、脫機信號FREE此端為低電平有效，這時電機處于無力 矩狀態(tài)；此端為高電平或懸空不接時，此功能無效，電機可正常運行)。它們在驅(qū)動器內(nèi)部的接口電路都相同，見下圖。OPTO端為三路信號的公共端，三路輸入信號在驅(qū)動器內(nèi)部接成共陽方式， 所以O(shè)PTO端須接外部系統(tǒng)的VCC如果VCC 是+5V則可直接接入；如果 VCC不是+5V則須外部另加限流電阻 R,保證給驅(qū)動 器內(nèi)部光耦提供8-1 5mA的驅(qū)動電流，參見圖五和圖六。在該立體倉庫中由于 FP0提供的電平為24V,而

26、輸入部分的電平為5V,所以須外部另加1.8K的限流 電阻RoM?flSOPTO 廠p I 270Q5V利12V?4VI.8K圖五 輸入信號接口電路圖六 外接限流電阻R步進電機驅(qū)動器的輸出信號有兩種：初相位信號：驅(qū)動器每次上電后將使步進電機起始在一個固定的相位上， 這就是初相位。初相位信號是指步進電機每次運行到初相位期間， 此信號就輸出 為高電平，否則為低電平。此信號和控制系統(tǒng)配合使田，可產(chǎn)生相位記憶功能， 其接口見圖七。10相位信號2K 1=系統(tǒng)地圖七初相位信號接口電路報警輸出信號：每臺驅(qū)動器都有多種保護措施 （如：過壓、過流、過溫 等）。當(dāng)保護發(fā)生時，驅(qū)動器進入脫機狀態(tài)使電機失電，但這時控制

27、系統(tǒng)可能尚 未知曉。如要通知系統(tǒng)，就要用到報警輸出信號。此信號占兩個接線端子， 此兩端為一繼電器的常開點，報警時觸點立即閉合。驅(qū)動器正常時，觸點為常開 狀態(tài)。觸點規(guī)格：DC24W1A或AC110/0. 3A。一般來說，對于兩相四根線電機，可以直接和驅(qū)動器相連，見圖八。宵住匕種電機可以和驅(qū)動器直接相連回圖八電機和驅(qū)動器接線圖所以我們采用北京斯達特機電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的SH系列步進電動機驅(qū)動器，型號為SH-2H057主要由電源輸入部分、信號輸入部分、輸出部分組 成。SH-2H057步進電動機驅(qū)動器采用鑄鋁結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)主要用于小功率驅(qū)動 器,這種結(jié)構(gòu)為封閉的超小型結(jié)構(gòu)，本身不帶風(fēng)機，其外殼即為

28、散熱體，所以使 用時要將其固定在較厚、較大的金屬板上或較厚的機柜內(nèi)，接觸面之間要涂上導(dǎo) 熱硅脂，在其旁邊加一個風(fēng)機也是一種較好的散熱辦法。此步進電機驅(qū)動器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為：控制系統(tǒng)或Icp世進尊沖 卜夙方詢電平WPTO金典M璐A 也 號3W 號電豪柑承01eA召&CC播 電0驅(qū)動器驅(qū)動器型號相數(shù)類別細分數(shù) 通過撥位 開關(guān)設(shè)定最大 相電流 開關(guān)設(shè)定工作電源SH-2H057二相或四相混合式二相八拍3.0A一組直流DC(24V-40V)(2).步進電機驅(qū)動器接線示意圖見圖九撥住開獲 垃定倔分#t 和相電減圖九步進電機驅(qū)動器接線示意圖(3).步進電機驅(qū)動器細分數(shù)和電機相電流的設(shè)定.細分數(shù)的設(shè)定

29、要了解“細分”，先要弄清“步距角”這個概念：它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個 步進脈沖信號，電機所轉(zhuǎn)動的角度。SH系列驅(qū)動器是靠驅(qū)動器上的撥位開關(guān)來 設(shè)定細分數(shù)的，您只需根據(jù)面板上的提示設(shè)定即可。在系統(tǒng)頻率允許的情況下， 盡量選用高細分數(shù)。對于兩相步進電機 , 細分后電機的步距角等于電機的整步步距角除以細分 數(shù)，例如細分數(shù)設(shè)定為 40、驅(qū)動步距角為 0.9 °/1.8 °的電機， 其細分步距角為 1.8 - 40=0.045。可以看出，步進電機通過細分驅(qū)動器的驅(qū)動，其步距角變小了， 如驅(qū)動器工作在 40 細分狀態(tài)時，其步距角只為電機固有步距角的十分之一，也 就是說：當(dāng)驅(qū)動器工作在不細

30、分的整步狀態(tài)驅(qū)動上例的電機時， 控制系統(tǒng)每發(fā)一 個步進脈沖，電機轉(zhuǎn)動 1.8 °；而用細分驅(qū)動器工作在 40 細分狀態(tài)時，電機只 轉(zhuǎn)動了 0.045°，這就是細分的基本概念。細分功能完全是由驅(qū)動器靠精確控制 電機的相電流所產(chǎn)生的，和電機無關(guān)。驅(qū)動器細分后將對電機的運行性能產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，但是這一切都是由驅(qū)動 器本身產(chǎn)生的， 和電機及控制系統(tǒng)無關(guān)。 在使用時， 唯一需要注意的一點是步進 電機步距角的改變 , 這一點將對控制系統(tǒng)所發(fā)出的步進信號的頻率有影響 ; 因為 細分后步進電機的步距角將變小，要求步進信號的頻率要相應(yīng)提高。驅(qū)動器細分后的主要優(yōu)點為：a. 完全消除了電機的低頻振

31、蕩。低頻振蕩 （約在 200Hz 左右）是步進電機的 固有特性， 而細分是消除它的唯一途徑， 如果您的步進電機有時要在共振區(qū)工作（ 如走圓弧 ） ，選擇細分驅(qū)動器是唯一的選擇。b. 提高了電機的輸出轉(zhuǎn)矩。尤其是對三相反應(yīng)式電機，其力矩比不細分時 提高約 304096。c. 提高了電機的分辨率。由于減小了步距角、提高了步距的均勻度， 提高 電機的分辨率'是不言而喻的。以上這些優(yōu)點，尤其是在性能上的優(yōu)點，并不是一個量的變化，而是質(zhì)的 飛躍。所以我們最好選用細分驅(qū)動器。 在沒有細分驅(qū)動器時， 用戶主要靠選擇不 同相數(shù)的步進電機來滿足自己步距角的要求。 但現(xiàn)在的情況不同了， 細分驅(qū)動器 的出現(xiàn)

32、改變了這種觀念，用戶只需在驅(qū)動器上改變細分數(shù)，就可以改變步距角。 所以如果用戶采用細分驅(qū)動器， 相數(shù)'將變得沒有意義. 電機相電流的設(shè)定SH系列驅(qū)動器是靠驅(qū)動器上的撥位開關(guān)來設(shè)定電機的相電流，您只需根據(jù) 面板上的電流設(shè)定表格進行設(shè)定。（4）. 步進電機驅(qū)動器指示燈說明驅(qū)動器的指示燈共有兩種：電源指示燈 （綠色或黃色 ）和保護指示燈 （紅色）。 當(dāng)任一保護發(fā)生時，保護指示燈變亮。（5）. 步進電機驅(qū)動器電源接口對于超小型驅(qū)動器 （SH2H057、SH3F075、 SH2H057M、SH-3F075M，） 采用一組直流供電DC（24-40V），注意正負極不要接錯，此電源可以由一變壓器 變壓

33、后加整流濾波 （無須穩(wěn)壓 ）組成; 或者由一開關(guān)電源提供 , 參考下圖。 因為 PLC 需要采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電 , 所以在該立體倉庫中電源應(yīng)選用開關(guān)式穩(wěn)壓電源，見圖十I DC (240V)歹開關(guān)電源供電，適用于：SH-2H057MSH-3FQ57Ms SH?H057s SH-?H075 型圖十開關(guān)式穩(wěn)壓電源3. 傳感器的選擇(1) .反射式傳感器的選擇在該立體倉庫中采用歐姆龍EE-SPY402凹槽型、反射型接插件式傳感器作 貨物檢測，它是日本歐姆龍公司的產(chǎn)品，采用能抗周圍外來光干擾的變調(diào)光 式；采用變調(diào)光式，和直流光式比，不易受外來光干擾的影響；電源電壓為 DC5-24V的大量程電壓輸出型

34、；帶有容易調(diào)整的光軸標識；帶有便于調(diào)整，動 作確認的入光顯示燈；其結(jié)構(gòu)圖如圖十一所示。豳負圖十一反射式傳感器結(jié)構(gòu)圖工作原理：當(dāng)物體相對于傳感器移動時，反射回來的信號和原先的信號相比 較，產(chǎn)生頻移，集成電路再把微弱的頻移信號進行放大， 再經(jīng)多普勒檢測、放大、 限幅等措施，最后取得和物體移動信號相關(guān)的直流信號輸出電平。反射式傳感器的時間圖和輸出回路圖如圖十二所示時間圖入光顯示燈燈亮 （紅j加輸出ON晶體管OFF負載I 繼電器）負載2! “金票燈Qr輸岀回路圭回路電壓輸出圖十二 反射式傳感器的時間圖和輸出回路圖它有三根連接線（紅、藍、黑），紅色接電源的正極、黑色接電源的負極、藍 色為輸出信號，當(dāng)和擋

35、塊接近時輸出電平為低電平， 否則為高電平。需要注意檢 測距離不要離傳感器太近，否則傳感器不能動作；連接是采用接插件方式，千萬 不要對端子（讀出頭）進行焊接。此傳感器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為型號EE-SPY402形狀立式檢測方式反射型檢測距離5mm(反射率 90% 15X 15mm)應(yīng)差距離P0.2mm（檢測距離3mm,橫方向）光源（發(fā)光波長）GaAs紅外發(fā)光二級管（940nm）顯示燈入光時燈亮（紅）電源電壓:DC5 24V± 10 % 脈動(p-p)5 % 以下消耗電流平均值15mA以上50mA以下控制輸出NPN電壓輸出負載電源電壓DC524V負載電流80mA以下殘留電壓1.0以下（負載電流

36、80mA時） 殘留電壓0.4以下（負載電流10mA時）應(yīng)答頻率100HZ使用環(huán)境照度受光面照度 白熾燈 太陽光：各3, 000X以下環(huán)境溫度: 動作時：-10+55° C保存時-25+65° C（不結(jié)冰）環(huán)境濕度P 動作時：585% RH保存時-595% RH （不結(jié)露）耐久振動1055HZ上下振幅1.5mm XYZ各方向2h耐久沖擊500m/ s2 X、Y、Z各方向三次保護構(gòu)造IEC 規(guī)格 IP50連接方式接插件式（不可進行軟釬焊）質(zhì)量約 2.6 g外殼材質(zhì)聚碳酸酯（PC）（2）.對射式傳感器的選擇對射式傳感器的工作原理對射式傳感器的輸出狀態(tài)一般為 NPN輸出，輸出晶體管

37、的動作狀態(tài)可分為 入光時ON和遮光時ON兩種。入光時為ON的對射式傳感器的結(jié)構(gòu)圖如圖十三所 示，當(dāng)24V電壓加到發(fā)光二極管LED1時，它將光發(fā)射給發(fā)光二極管 LED2 LED2 接收到光導(dǎo)通，三極管導(dǎo)通，輸出為 ON當(dāng)發(fā)光二極管LED1發(fā)射出的光被物體 擋住使發(fā)光二極管LED2接收不到時，LED2不導(dǎo)通，三極管也不導(dǎo)通，輸出為OFF圖十三對射式傳感器結(jié)構(gòu)圖.對射式傳感器的選擇在該立體倉庫控制系統(tǒng)中采用8個對射式傳感器作限位控制，其中4只對射 式光電傳感器分別作為X、丫軸的限位控制，當(dāng)入光時輸出晶體管 ON 2只對射 式光電傳感器分別作為貨架在 X軸和丫軸的到位檢測，當(dāng)遮光時輸出晶體管ON 如果

38、貨架未到達正確位置，Z軸電機將不能運行以確保當(dāng)PLC程序出錯時也不至 于損壞設(shè)備；2只對射式光電傳感器作為Z軸的限位控制，當(dāng)遮光時輸出晶體管 ON其信號對應(yīng)PLC的輸入點是X4 （后限位）和X5 （前限位）。4. 微動開關(guān)的選擇在該立體倉庫控制系統(tǒng)中共有13個倉位（四層十二個倉位加 0號倉位）分 別采用13只微動開關(guān)作為貨物檢測，當(dāng)有貨物時相應(yīng)開關(guān)動作，其信號對應(yīng)PLC 的輸入點是X40-X4C另外為保險起見，在X軸的左限位和丫軸的下限位處還分 別加裝了 1只微動開關(guān)作限位保護，以確保立體倉庫在程序出錯時不損壞； 微動 開關(guān)原理圖如圖十四所示。¥另常開點中間接圖十四微動開關(guān)原理圖5.

39、 并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理和選擇（1）.并聯(lián)型開關(guān)式穩(wěn)壓電源的原理并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源是由開關(guān)晶體管 V和二極管Vd及儲能電感L、濾波電容 C組成的。除此以外，通常還有較為復(fù)雜的驅(qū)動電路，調(diào)節(jié)電路、保護電路、基 準電路以及構(gòu)成閉環(huán)回路中的取樣電路、 放大電路和耦合電路等各個部分，用來 對輸出電壓的大小以及特性進行控制和調(diào)節(jié)，圖十五并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理 框圖。圖十五并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理框圖設(shè)開關(guān)晶體管V的開關(guān)轉(zhuǎn)換周期T,導(dǎo)通期的時間為ton，截止期的時間為toff，ton /T) 01pi+U04- »(1- 5)T圖十六 并聯(lián)型開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出電路的電流、電壓波形其工作原理如下

40、：當(dāng)開關(guān)晶體管 V處于導(dǎo)通期間，輸入電壓Ui加到儲能電 感L的兩端（這里我們忽略了 V的飽和壓降），二極管Vd因被反向偏置而截止。在此期間流過L的電流Il為近似線性地增加的鋸齒波電流（見圖十六），并以磁能 的形式儲存在L中。當(dāng)開關(guān)晶體管V截止時，儲能電感L兩端的電壓極性相反， 此時二極管Vd被正向偏置而導(dǎo)通。儲存在L中的能量通過二極管Vd輸送給負載 電阻Rl和濾波電容G在此期間，L中的泄放電流iL是鋸齒波電流的線性下降部 分。同理，當(dāng)開關(guān)晶體管V導(dǎo)通期間在儲能電感L中增加的電流數(shù)值應(yīng)該等于開 關(guān)管V截止期間在儲能電感L中減少的電流值。只有這樣才能達到動態(tài)平衡，才 能給負載電阻Rl提供一個穩(wěn)定的

41、輸出電壓。(2) .開關(guān)式穩(wěn)壓電源的選擇在該立體倉庫控制系統(tǒng)中，考慮到 PLC和步進電機驅(qū)動器都要求直流 24V 電源，綜合考慮系統(tǒng)用電量、系統(tǒng)運行可靠性和系統(tǒng)設(shè)計的規(guī)整性， 我們選用了 DM150-24型并聯(lián)式開關(guān)電源。DM15C系列開關(guān)電源輸出功率大，體積小，重量輕，高可靠性，適應(yīng)寬范圍的輸入電壓變動，具有完備的過壓、過流保護功能； 內(nèi)置輸入EMI濾波器，具有高抗干擾能力；根據(jù) UL478標準設(shè)計，耐壓1500Vac /1分鐘；采用端子方式連接，全金屬外殼，有臥式和立式兩種安裝方式。DM150系列開關(guān)電源的性能指標見表二表二、DM150系列開關(guān)電源的性能指標型號DM150-24輸入電壓AC

42、170V264V輸入頻率5060Hz輸入浪涌電流60A（ACIN 220V, Ta25°C，冷啟動）輸出電壓24V輸出電流6.5A輸出功率156W輸出可調(diào)范圍約土 10%過流保護外部短路撤除，輸出自動恢復(fù)過壓保護27± 1V輸入-輸出絕緣AC1500V 1 分鐘，10mA DC500V 絕緣電阻 >60血輸入-機殼絕緣AC1500V 1 分鐘，10mA DC500V 絕緣電阻 >50血輸出-機殼絕緣AC1500V 1 分鐘，10mA DC500V 絕緣電阻 >10血相對濕度Ta=25C相對濕度=80%工作環(huán)境溫度-10 C 40C儲存溫度-20 C 55

43、C尺寸/重量200X118X49mn長 X寬 X高）顏色黑色冷卻方式風(fēng)冷實驗步驟：本系統(tǒng)采用滾珠絲杠、滑杠和普通絲杠作為主要傳動機構(gòu)，電機采用步進電 機和直流電機，其關(guān)鍵部分是堆垛機，它由水平移動、垂直移動及伸叉機構(gòu)三部 分組成，其水平和垂直移動分別用兩臺步進電機驅(qū)動滾珠絲杠來完成，伸叉機構(gòu)由一臺直流電機來控制。它分為上下兩層，上層為貨臺，可前后伸縮，低層裝有 絲杠等傳動機構(gòu)。當(dāng)堆垛機平臺移動到貨架的指定位置時， 伸叉電機驅(qū)動貨臺向 前伸出可將貨物取出或送入，當(dāng)取到貨物或貨已送入，則鏟叉向后縮回。整個系 統(tǒng)需要三維的位置控制。其實驗步驟如下：1. 接通電源。2. 將選擇開關(guān)置于手動位置（此時1

44、6號有效）3分別點動按鍵1、2J、3一、4/、5仁6/,觀察水平（X軸）、垂直（丫 軸）、前后（Z軸）各絲杠運行情況，運行應(yīng)平穩(wěn)，在接近極限位置時，應(yīng)執(zhí)行 限位保護（運行自動停止）。4. 用計算機或手持編程器（需另購）編寫程序并下裝至 PLC （出廠前已裝 演示程序，詳見光盤，以下描-為演示程序的運行情況）。5. 將選擇開關(guān)置自動位置（通電狀態(tài)下，各機構(gòu)復(fù)位，即返回零位）。6. 將一帶托盤汽車模型置零號倉位， 放置模型時，入位要準確，并注意到倉 位底部檢測開關(guān)已動作。7. 執(zhí)行送指令（1）選擇欲送倉位號，按動倉位號對應(yīng)按鈕，控制面板上的數(shù)碼管顯示倉 位號。（2）按動送指令按鈕，觀察送入動作（若

45、被選擇倉位內(nèi)已有汽車，則該指 令不被執(zhí)行）。（3）指令完成后，機械自動返回。（4）零號倉位已無汽車，則下一個送指令（誤操作）將不被執(zhí)行。8. 執(zhí)行取指令（1）選擇欲取倉位號，按動倉位號對應(yīng)按鈕，控制面板上的數(shù)碼管顯示倉 位號。（2）按動取指令按鈕，觀察取出動作（若被選擇倉位內(nèi)無汽車，則該指令 不被執(zhí)行）。（3）指令完成后，機構(gòu)自動復(fù)位。（4） 零號倉位已有汽車，則下一個取指令（誤操作），將不被執(zhí)行。9. 演示程序中的其它內(nèi)容（1） 當(dāng)零號倉位上有貨物時，若無外部操作指令，“就緒”燈亮，延時10秒后，自動將貨物放在倉庫號最小的空位上，依次類推。如1#、2#、3#、4#都已有貨物，程序延時10秒,

46、 10秒內(nèi)若無外部操作指令，自動將貨物放在5#倉庫。 如1#、3#、4#都已存放貨物，10秒內(nèi)若無外部操作指令，自動將貨物放在 2# 倉庫。在延時的10秒內(nèi)，若按下數(shù)字5#,然后按下“送”鍵，則運行機構(gòu)將貨 物放入5#庫，若按下5#鍵后，想取消此操作，可按下“放棄”鍵。此時，程序 又處在待命狀態(tài)，“就緒”燈亮，又可進行其它操作。（2） 當(dāng)零號倉位上無貨物時，若無人操作，“就緒”燈亮10秒后，程序?qū)?把數(shù)值最大倉庫號里的物品轉(zhuǎn)運至沒有放貨物的倉號比它小的倉庫里。如1#、2#、5#有物，該程序?qū)⒆詣影?#物品轉(zhuǎn)至3#倉庫。若需從5#取回物品，放入4# 庫，操作步驟如下：“就緒”燈亮?xí)r，按下按鈕鍵“

47、 5”，再按“取”鍵，運行機 構(gòu)執(zhí)行程序要求取回貨物后，停在起初位置。此時按按鍵4#，再按“送”鍵，運行機構(gòu)將把貨物放在4#庫，然后停在起初位置，“就緒”燈亮10秒后，若無 外部操作指令，程序又將4#庫貨物轉(zhuǎn)至3#庫。立體倉庫I/O分配表輸入部分輸出部分X0Y0橫軸脈沖X1Y1豎軸脈沖X2Y2橫軸方向1/0X3Y3豎軸方向1 /0X4貨臺回位限位Y4X5貨臺到位限位Y5X6貨臺是否有物Y6貨臺前升X7自動/手動（0/1）Y7貨臺退回X20十 六 進 制 輸 入鍵盤值1位Y20顯示 部分就緒X21鍵盤值2位Y21取X22鍵盤值3位Y22放X23鍵盤值4位Y23十位顯示X24橫軸右限位Y24BCD

48、碼輸 出顯示BCD碼1位X25橫軸左限位Y25BCD碼2位X26豎軸上限位Y26BCD碼3位X27豎軸下限位Y27BCD碼4位注：X40X4C為0至12個倉庫的微動開關(guān)調(diào)試方法：1、將Z軸上的汽車模型取下，且置 Z軸為后極限位置。2、編程使X軸、丫軸回復(fù)零位。以后的立體倉庫坐標定位以零點（0，0） 開始。3、編程使Z軸部件到達1#倉庫，且校對位置，力圖使倉房中心線和 Z軸對 齊。記錄坐標值（X1，Y1），此坐標值以步進電機的脈沖數(shù)為準。4、依次記錄2#12#倉庫坐標。 技術(shù)參數(shù)：1、輸入電壓：AC200V240V（帶保護地三芯插座）或DC24V耗電量250W。2、環(huán)境：溫度-5。40°

49、; C,濕度W 80%。3、外形尺寸：60 X 45X 60CM。注意事項：1當(dāng)0#倉庫有貨物時，只能有“放”的操作，0#倉庫上無貨物時，只有“取” 的操作。2. 演示程序中，只編寫了 1#6#倉庫自動優(yōu)化放物程序。3. 取、送汽車模型應(yīng)觀察模型到位情況，應(yīng)注意檢測開關(guān)的動作情況。4. 需用手取送模型時，應(yīng)在斷電狀態(tài)下進行！5. 倉庫模型應(yīng)水平放置，并觀察 丫軸和庫體垂線重合情況。若重合不良，應(yīng) 在墊角下墊某一厚度墊片解決。四、實驗過程和分析1 分析程序整體結(jié)構(gòu)，并寫出程序結(jié)構(gòu)圖。2 去掉部分程序塊，以確定分析是否正確。編寫程序，使該裝置實現(xiàn)如下基本功能：（選做）1. 將Z軸上的貨物送到指定位

50、置2. 將某一指定位置的貨物取出3自動將某一位置的貨物送到另一位置4. 將零號位置的貨物送到任意位置5. 從任意位置取回貨物放至零號位6. 能夠?qū)崿F(xiàn)低速啟動一變速運行一低速停車的功能7. X、丫、Z極限保護8.012號倉位掃描檢測五、實驗結(jié)果總結(jié)對實驗結(jié)果進行分析，總結(jié)實驗的心得體會，并提出改進意見。六、思考題運料小車的控制。運料小車動作要求如下： 小車可在A、B兩地分別起動。小車起動后自動返回A地，停止1min等待裝料， 然后自動向B地運行。到達B地后，停車1min等待卸料，然后再自動返回 A 地。如此往復(fù)。 小車在運行過程中，均可用手動開關(guān)令其停車。再次起動后，小車重復(fù)中的 內(nèi)容。 小車在

51、前進或后退過程中，分別由指示燈顯示其行進的方向。I/O地址分配表（供參考）松下 PLC(I/O )輸入部分 輸出部分° X0X1X2X3X4Y1Y2A點行程開 B點行系統(tǒng)接口（ I/O ）車按鈕-Y3Y4正轉(zhuǎn)繼電器 反轉(zhuǎn)繼電器 正轉(zhuǎn)指示燈 反轉(zhuǎn)指示燈實驗三TVT-99D機械手模型系統(tǒng)的編程研究、實驗?zāi)康?. 掌握PLC控制的基本原理以及松下FPO的編程方法2. 熟悉步進電機及驅(qū)動模塊、直流電機、傳感器、開關(guān)電源等器件的原理 及使用二、實驗設(shè)備、材料1. 機械手模型2. 計算機3. 編程電纜三、實驗內(nèi)容和實驗步驟實驗內(nèi)容：1. 步進電機采用二相八拍混合式步進電機，主要特點：體積小，具有

52、較高的起動和運行 頻率，有定位轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點。型號：42BYGH1O。電氣原理圖如圖一快接線插頭：紅色表示A相,蘭色表示B相.做實驗時如果發(fā)現(xiàn)步進電機轉(zhuǎn)向不對時可以將 A相或B相中的兩條線對調(diào)。2、步進電機驅(qū)動模塊采用中美合資SH系列步進電機驅(qū)動器，主要由電源輸入部分、信號輸入部 分、輸出部分等。電源輸入部分由電源模塊提供，用兩根導(dǎo)線連接，注意極性。（見圖二）信號輸入部分：信號源由FPO主機提供。由于FPO提供的電平為24V,而輸 入部分的電平為5V,中間加了保護電路。輸出部分：和步進電機連接，注意相序。保護電路原理圖髯護保cp步進脈沖DIR方向電平FREE脫機電平OPTO公共陽端A+A-B+B-CP “口產(chǎn)rt信DIR 接產(chǎn)!FREE 產(chǎn)OPTO 產(chǎn)1.5k1.5k1.5k6V6V羽$與CPOPTO卅連F