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ST IO-Link 通信主站整体解决方案(下)

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STMCU小助手 发布时间:2022-11-15 22:31
ST与协议站的专业厂家TEConcept和代理商Arrow一起定制的一个交钥匙方案--即利用ST的MCU和STM32L4,Arrow将TEConcept的主站协议站烧写入该MCU,并命名为IOLM4P,即为带协议站的ASIC。Arrow也做了一套IOLM4P加4个L6310的评估板套件,可以作为四端口的IO-Link主站协议站进行评估测试。
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这个IO-Link的硬协议方案就是使用了支持IO-Link协议版本V1.1.2的四端口主站控制器的ASIC,型号为IOLM4P。它是基于STM32L4,由Arrow来进行定制和烧写的。其后续版本也会随着IO-Link 协议站版本的升级进行迭代升级。它与主控制器之间通过SPI接口进行通信,主控制器再通过工业现场总线,也就是说EtherNet IP和ProfiNet这类总线与PLC系统进行相连。使用这个方案可以极大加快主站的设计和软件开发流程,因此也可以更容易地通过IO-Link 协会的一系列相关的功能认证,这样就节省了整个项目的综合成本。
5 s% J" M: w: E" Z2 ?利用这个IOLM4P的ASIC,ST开发了一个完整的八端口主站的产品级参考设计。一个IOLM4P的协议站ASIC可以支持4路IO-Link主站端口,因此我们就使用了两片这样的ASIC,每片连接4个L6360,总共可以支持8路的IO-Link端口。对于它L+的供电,我们使用了VN808CM这种可八路输出的智能开关。一个芯片就可以支持8路的L+的对外供电。这个供电是作为IO-Link从站的电源供电的输出。而对于上位机,ST使用的是型号为STM32F76的MCU。可以利用它来支持以太网或者现场的工业网络总线。这个板上还有USB口,它可以连接电脑,使用TEConcept的IO-Link tool、IO-Link control Tool进行测试和配置。同时,这板上还有ST的电源芯片L7986。它输出端口的ESD保护是使用了SPT01-335,另外还有一些USB和EtherNet的USB保护器件。对于其他对外的端口,我们使用了一些TVS管进行保护。如果需要使用到这样一套8端口的完整方案,可以直接联系我们。我们能够提供完整的软硬件配套方案和相关的技术支持,帮助客户快速实现产品量产。
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该参考设计配合TEConcept IO-Link control Tool的使用,在连接好之后,可以打开每一个端口,选择每个端口对应的IODD文件,导入文件并Power On,选择IO-Link,最后这个设备就可以上线了。
! ^: v: E- J3 B, C相应的第二个端口,也要选择对应的IO-Link设备去导入IODD文件并Power On,同样也可以看到相关信息。依次打开每一个端口,选择对应端口的所连接设备的IODD文件,把文件导入后就可以看到这个设备的描述信息。Power On之后,再选择IO-Link设备齿轮,于是就能收到IO-Link 的设备信息,从而读取IO-Link 传入的一些数据等。每一个对应端口都是进行同样的操作。打开之后等待一会儿,就可以看到相关raw data信息,也可以是传感器的信息。不同传感器的信息都可以被看到。
) @' @' Q$ B- p对于后面两个新端口,也同样选择端口所连接的IO-Link 设备,选择IO-Link之后就能打开。可以看到,这个raw data上的信息呈现在用户界面的数据窗口中。最后两个端口也是同样的步骤,把这两个端口所选的NUCLEO Demo 板的IODD导入进去。这个demo 板上会有几个传感器,想读取哪个传感器,就选择所要的传感器。从下面的PD input可以看到读取的一些数据信息。
* ]0 A2 F. g7 g4 B: I! m对于不同的传感器,可以通过同样的方法来读取数值。数据和参数也是参照同样的流程。TEconcept 的IO-Link Tool中每一个传感器的数值都可以在PD input里看到。选择需要的传感器,也可以点击感兴趣的数据进行读取。右下角有一个PD output选项可以输出数据。数据是不断变化的。0 Z  T4 z" I9 z7 v' }
由IO-Link协议站提供商TMG及其国内代理虹科合作开发的软协议的IO-Link 主站方案使用了STM32H743或者753的MCU拥有八个串口,可以连接八路的L6360,从而只需要一个MCU就可以支持8路的IO-Link通道。其L+的供电也是利用了VN808八路输出智能开关,这样的话,芯片就可以支持八路的L+对外的IO-Link从站电源的供电输出。在连接上层PRC设备的现场工业总线上,我们可以选择不同的接口芯片来支持不同的工业现场总线,比如说perfect EtherNet/IP或者加上一个ET1100来支持EtherCAT都可以。对于这个单板的24v电源降压,我们可以使用A27986A这样一个电源芯片。IO-Link对外的EST保护也可以使用SPT01-335。还有网口和其他对外接口,我们也都有相关的ESD保护器件、TAVS管等。这种方案的主站协议站需要和主站协议站厂家,比如说TMG、TEConcept、亚信等主站协议站厂家去协商。这样的话,主站协议站的购买方式和价格可以帮你掌握相关软件代码,并与一些现场总线集成到你的产品中去。
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亚信的EtherCAT转IO-Link主站的方案(见上图)使用了一个型号为AX58400的主控制器,里边封装一个STM32H755,再加上一个EtherCAT的从站控制器的SIP。这个SIP的上面可以连接到EtherCAT的主站,下面可以接8个L6360来支持8路的IO-Link接口,这样就可以形成一个单芯片的方案,可以支持EtherCAT的从站作为IO-Link主站的方案。4 q  Q& {$ @: Z+ U8 c: {- T2 p* d
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