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西門(mén)子DP現(xiàn)場(chǎng)總線西門(mén)子DP現(xiàn)場(chǎng)總線

品牌：siemens/西門(mén)子 產(chǎn)品規(guī)格：全新原裝
上海桀呈工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備有限公司
聯(lián)系人：李蕭
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DeviceNet從站協(xié)議芯片DN1022和意法半導(dǎo)體公司的32位單片機(jī)STM32F051R8T6為智能電機(jī)保護(hù)器設(shè)計(jì)了一款DeviceNet從站模塊，并介紹了DeviceNet網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)建方法。---基于DN1022的DeviceNet總線產(chǎn)品設(shè)計(jì)
關(guān)鍵詞：智能電機(jī)保護(hù)器；DeviceNet；組網(wǎng)
隨著工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)底層設(shè)備的種類越來(lái)越多，功能越來(lái)越強(qiáng)大，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用�；�于CAN總線的DeviceNet技術(shù)，由美國(guó)Rockwell公司提出，并由ODVA（Open DeviceNet Vendors Association）進(jìn)一步開(kāi)發(fā)并做一致性認(rèn)證。其憑借低成本、高性能、設(shè)備級(jí)診斷等優(yōu)異的性能在國(guó)際上得到了普遍的采用。DeviceNet協(xié)議主要應(yīng)用于汽車(chē)、半導(dǎo)體、電氣機(jī)器、運(yùn)送傳輸系統(tǒng)、食品、水處理、沖壓與注塑等領(lǐng)域。[1]
目前開(kāi)發(fā)該協(xié)議的方式有：
（1）向ODVA購(gòu)買(mǎi)協(xié)議規(guī)范，自己完成協(xié)議開(kāi)發(fā)，此種方式對(duì)研發(fā)要求高，優(yōu)點(diǎn)是成本較低，缺點(diǎn)是開(kāi)發(fā)時(shí)間較長(zhǎng)。
（2）購(gòu)買(mǎi)第三方協(xié)議包開(kāi)發(fā)�，F(xiàn)在市場(chǎng)上一些大的自動(dòng)化廠商（如德國(guó)赫優(yōu)訊）提供DeviceNet協(xié)議包，供應(yīng)商可向其購(gòu)買(mǎi)開(kāi)發(fā)。協(xié)議開(kāi)發(fā)包的功能**，但成本較高、有一定的技術(shù)難度。
（3）購(gòu)買(mǎi)協(xié)議模塊。一些自動(dòng)化廠商（如ANYBUS、赫優(yōu)訊）提供集成了DeviceNet協(xié)議的IC模塊，供應(yīng)商只需要將此IC設(shè)計(jì)到產(chǎn)品的內(nèi)部并利用串口等進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的設(shè)置即可。這種方式簡(jiǎn)便、開(kāi)發(fā)周期短，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)固定、成本較高。
（4）協(xié)議芯片。DN1022內(nèi)部集成了DeviceNet協(xié)議從站功能，集成度高、封裝簡(jiǎn)單，滿足一般的DeviceNet從節(jié)點(diǎn)功能要求，而且成本低、易開(kāi)發(fā)、不受結(jié)構(gòu)限制。[2][3][4]
介紹了一種基于DN1022芯片的電機(jī)保護(hù)器DeviceNet從站功能模塊的開(kāi)發(fā)，不僅實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)對(duì)電機(jī)重要參數(shù)及運(yùn)行狀態(tài)等的實(shí)時(shí)監(jiān)控，還可完成總線對(duì)電機(jī)的遠(yuǎn)程啟/�？刂�，為工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了很大便利。---基于DN1022的DeviceNet總線產(chǎn)品設(shè)計(jì)
1 智能電機(jī)保護(hù)器的DeviceNet通訊模塊開(kāi)發(fā)
安科瑞電氣股份有限公司為改公司的電機(jī)保護(hù)器開(kāi)發(fā)了一款DeviceNet從站通訊模塊，并將其集成在產(chǎn)品內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)了儀表與通訊模塊的一體化結(jié)構(gòu)，非常便于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的組網(wǎng)安裝。改模塊的開(kāi)發(fā)基于DeviceNet從站協(xié)議芯片DN1022和意法半導(dǎo)體的CPU芯片STM32F051。
1.1 主要芯片介紹
1.1.1 控制器
MCU芯片采用意法半導(dǎo)體公司的Cortex™-M0架構(gòu)內(nèi)核的32位處理器STM32F051R8T6，時(shí)鐘頻率高達(dá)48MHz，內(nèi)置64 Kb的Flash、8K的RAM、1個(gè)12位D/A 轉(zhuǎn)換器 、11個(gè)定時(shí)器 、5通道 DMA 控制器 、55個(gè)高速 I/O口 、2個(gè) I2C 接口、2個(gè)USART、時(shí)鐘管理等多種資源，具有很高的性價(jià)比。---基于DN1022的DeviceNet總線產(chǎn)品設(shè)計(jì)
1.1.2 DN1022協(xié)議芯片
DN1022芯片內(nèi)置DeviceNet Group2 Only Slave從站協(xié)議棧,具有內(nèi)置的CAN口和DeviceNet處理引擎，高速串行口、并行口和配置口。用戶處理器可通過(guò)高速串口或者并口和該協(xié)議芯片通信，只需實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的通信協(xié)議即可。[5]
DN1022技術(shù)指標(biāo)：
◆支持**64個(gè)輸入字節(jié)，64個(gè)輸出字節(jié)
◆支持POLL(輪詢)、COS（狀態(tài)改變）、CYCLIC(循環(huán))三種數(shù)據(jù)觸發(fā)方式
◆內(nèi)置CAN控制器
◆芯片供電電壓 3.0V-5.5V
1.2 硬件功能框圖
DeviceNet從站模塊的硬件功能如圖1所示。設(shè)備上電后，用戶CPU從保護(hù)器讀取對(duì)DN1022的配置數(shù)據(jù)。讀取成功并配置完成DN1022后，將DN1022設(shè)定為運(yùn)行態(tài)。在運(yùn)行狀態(tài)下，保護(hù)器與DeviceNet主站間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。工作指示燈顯示模塊CPU的配置、DN1022的初始化及CPU讀取保護(hù)器數(shù)據(jù)的狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)指示燈顯示DeviceNet的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)

圖1 DeviceNet從站模塊的硬件功能

1.3 DN1022工作原理介紹
（1）配置：設(shè)備上電后，用戶處理器對(duì)DN1022進(jìn)行配置，過(guò)程如圖2所示。需要配置的參數(shù)有地址、波特率、Network Input連接長(zhǎng)度、Network output連接長(zhǎng)度等。


圖2 DN1022配置

（2）I/O數(shù)據(jù)交換，過(guò)程如圖3所示。DN1022內(nèi)部有一個(gè)I/O數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，DeviceNet主站與DN1022之間的數(shù)據(jù)交互是異步進(jìn)行的。

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