ABB DSCL 110A
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摘要： 以基于CAN的DeviceNet技术为基础，采用DeviceNet从站协议芯片DN1022和意法半导体公司的32位单片机STM32F051R8T6为智能电机保护器设计了一款DeviceNet从站模块，并介绍了DeviceNet网络应用系统构建方法。
关键词：智能电机保护器；DeviceNet；组网
0 引言
随着工业现场底层设备的种类越来越多，功能越来越强大，现场总线技术已经得到了广泛的应用。基于CAN总线的DeviceNet技术，由美国Rockwell公司提出，并由ODVA（Open DeviceNet Vendors Association）进一步开发并做一致性认证。其凭借低成本、高性能、设备级诊断等优异的性能在国际上得到了普遍的采用。DeviceNet协议主要应用于汽车、半导体、电气机器、运送传输系统、食品、水处理、冲压与注塑等领域。[1]
目前开发该协议的方式有：
（1）向ODVA购买协议规范，自己完成协议开发，此种方式对研发要求高，优点是成本较低，缺点是开发时间较长。
（2）购买第三方协议包开发。现在市场上一些大的自动化厂商（如德国赫优讯）提供DeviceNet协议包，供应商可向其购买开发。协议开发包的功能***，但成本较高、有一定的技术难度。
（3）购买协议模块。一些自动化厂商（如ANYBUS、赫优讯）提供集成了DeviceNet协议的IC模块，供应商只需要将此IC设计到产品的内部并利用串口等进行一些简单的设置即可。这种方式简便、开发周期短，缺点是结构固定、成本较高。
（4）协议芯片。DN1022内部集成了DeviceNet协议从站功能，集成度高、封装简单，满足一般的DeviceNet从节点功能要求，而且成本低、易开发、不受结构限制。[2][3][4]
介绍了一种基于DN1022芯片的电机保护器DeviceNet从站功能模块的开发，不仅实现了现场控制系统对电机重要参数及运行状态等的实时监控，还可完成总线对电机的远程启/停控制，为工业生产带来了很大便利。
1 智能电机保护器的DeviceNet通讯模块开发
安科瑞电气股份有限公司为改公司的电机保护器开发了一款DeviceNet从站通讯模块，并将其集成在产品内部，实现了仪表与通讯模块的一体化结构，非常便于工业现场控制系统的组网安装。改模块的开发基于DeviceNet从站协议芯片DN1022和意法半导体的CPU芯片STM32F051。
1.1 主要芯片介绍
1.1.1 控制器
MCU芯片采用意法半导体公司的Cortex™-M0架构内核的32位处理器STM32F051R8T6，时钟频率高达48MHz，内置64 Kb的Flash、8K的RAM、1个12位D/A 转换器 、11个定时器 、5通道 DMA 控制器 、55个高速 I/O口 、2个 I2C 接口、2个USART、时钟管理等多种资源，具有很高的性价比。
1.1.2 DN1022协议芯片
DN1022芯片内置DeviceNet Group2 Only Sl***e从站协议栈,具有内置的CAN口和DeviceNet处理引擎，高速串行口、并行口和配置口。用户处理器可通过高速串口或者并口和该协议芯片通信，只需实现一个简单的通信协议即可。[5]
DN1022技术指标：
◆支持***大64个输入字节，64个输出字节
◆支持POLL(轮询)、COS（状态改变）、CYCLIC(循环)三种数据触发方式
◆内置CAN控制器
◆芯片供电电压 3.0V-5.5V
1.2 硬件功能框图
DeviceNet从站模块的硬件功能如图1所示。设备上电后，用户CPU从保护器读取对DN1022的配置数据。读取成功并配置完成DN1022后，将DN1022设定为运行态。在运行状态下，保护器与DeviceNet主站间进行数据交互。工作指示灯显示模块CPU的配置、DN1022的初始化及CPU读取保护器数据的状态，网络指示灯显示