基于devicenet协议的智能控制器的设计

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1、基于DeviceNet协议的智能控制器的设计郗存根，蒋卫良，王大华（煤炭科学研究总院上海分院,上海200030）摘要：设计一种基于DeviceNet协议的新型断路器智能控制器，介绍了它的软硬件设计。该控制器不仅能实现一般控制器的功能，还有DeviceNet总线接口，可以很方便的与监控中心计算机通信。实验运行结果表明该智能控制器运行可靠、操作方便，具有很好的应用前景。关键词：DSP,DeviceNet,断路器DesignofIntelligentControllerBasedonDeviceNetProtocolXICun-Gen,JIANGWei-Liang,WAN

2、GDa-Hua(ShanghaiBranchofChinaCoalResearchInstitute,Shanghai200030,China)Abstract：DesignakindofIntelligentControlleroflow-voltagebreakerbasedonDeviceNetprotocol,introduceitshardwaredesignandsoftwaredesign.Thecontrollernotonlyhasfunctionofageneralcontroller,butalsohasDeviceNetfieldbusint

3、erfacewithwhichthecontrollercancommunicatewithcomputer.Theexperimentshowsthecontrollerhastheadvantageofabundantprotectfunction,reliablerunning,operateeasy.Itcanbewidelyapplied.Keyword:DSP,DeviceNet,low-voltagebreaker引言DeviceNet是90年代中期发展起来的一种基于CAN技术的现场总线，主要应用于底层工业设备的互联，具有低成本、高效率、高效能和高可靠

4、性的优点，目前已成为工业自动化领域的标准网络之一。将DeviceNet总线接口集成到控制器中，实现控制器与控制网络通信，是现在控制器发展的一个重要趋势。现在国内生产的断路器控制器与控制网络通信一般采用自定义协议，有通信可靠性低，互换性差等缺点，因此本文设计了一种基于DeviceNet协议的新型断路器智能控制器。1功能描述断路器智能控制器主要实现两方面的功能：一是采样线路的电流、电压信号并经过信号处理后输出相应的保护动作；二是实现与DeviceNet网络节点之间的通信。因此按功能分析，智能控制器包括两部分：控制模块和通信模块。控制模块主要实现信号采集，保护判断，保护动

5、作等功能。通信模块即DeviceNet通信接口，主要完成与DeviceNet网络节点之间显性报文和I/O报文的交换。该控制器是一个从设备，它与外部交互的数据有两种：一种是从DeviceNet网络上接收的数据，该数据必须是针对本设备的，不是针对本设备的数据不接收；一种是本设备根据请求向DeviceNet网络上发送的数据，该数据必须符合DeviceNet协议，也是最后产品测试的主要部分[2]。2硬件设计图1硬件结构图本文选用TMS320LF2407DSP芯片作为核心处理器，智能控制器硬件主要有三部分组成：DSP及外围电路构成的最小系统，控制模块和通信模块。DSP及外围电

6、路构成的最小系统有电源电路，复位电路，JTAG仿真电路，时钟电路。TMS320LF2407是一款高性能的定点16位DSP芯片，时钟频率最高可达40MHz，从而提高了控制器的实时控制能力。片内有高达32K字的FLASH程序存储器、高达1.5K字的数据/程序RAM、544字的双口RAM和2K的单口RAM，可以不用外扩存储器。内置看门狗定时器模块，16通道10位A/D转换器，最小转换时间为500ns，控制器局域网络（CAN）模块，完全支持CAN2.0B。2.1控制模块控制模块主要有A/D采样调理电路，键盘电路，指示电路，液晶显示电路，输出控制脱扣器电路。其中A/D采样调理

7、电路是将采样的电压、电流信号经过信号调理电路处理后，变换到0~3.3V之间接入DSP。键盘电路实现电流，电压等参数设置外，同时对DeviceNet节点地址和通信波特率进行设置。节点地址范围是0~63MACID，通信波特率有125K，250K，500K三种。指示电路提供控制器运行状况指示和DeviceNet网络通信状况指示。输出控制脱扣器电路当出现故障时，控制器输出控制信号驱动脱扣器动作，切除故障电路。2.2通信模块电路TMS320LF2407芯片内置CAN控制器，外围电路只需连接收发器即可。CAN控制器模块是一个完全的CAN控制器，是一个16位的外设模块，有以下