以升降機(jī)和建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)為代表的垂直起升機(jī)械，在建筑施工中扮演著重要角色，可以將物料和施工人員在地面和各樓層間輸送。在建筑工地，有起重機(jī)、升降機(jī)、電焊機(jī)等多種設(shè)備頻繁作業(yè)，對(duì)工地的交流電源產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，同時(shí)也對(duì)測(cè)控系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)產(chǎn)生很大影響，工作環(huán)境惡劣。另一方面，升降機(jī)控制器的運(yùn)行故障可能導(dǎo)致升降機(jī)鋼絲繩拉斷甚至吊籠墜毀、井架損毀等嚴(yán)重安全事故。這就要求升降機(jī)控制器的各部件特別是主控微機(jī)系統(tǒng)具備極高的可靠性。

升降機(jī)平層控制器在戶外作業(yè)，環(huán)境惡劣，干擾源較多，該系統(tǒng)是由單片機(jī)通過(guò)固態(tài)繼電器控制交流接觸器，進(jìn)而控制三相交流電機(jī)。交流接觸器和交流電機(jī)本身就是強(qiáng)干擾源，而建筑施工設(shè)備的安全要求較高，因此如何解決系統(tǒng)的干擾問(wèn)題十分重要。 

引起系統(tǒng)不可靠的因素很多，如金屬化孔、接插件接觸不良會(huì)造成系統(tǒng)時(shí)好時(shí)壞；內(nèi)部和外部的干擾、電源紋波系數(shù)過(guò)大、器件負(fù)載過(guò)大等造成邏輯電平不穩(wěn)定；另外，走線和布局的不合理等也會(huì)引起系統(tǒng)可靠性差。在進(jìn)行升降機(jī)平層控制器現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)我們分析了干擾源(圖1)并采用了如下抗干擾措施。 

1 硬件抗干擾措施 

在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)(如交流接觸器)與計(jì)算機(jī)輸入接口之間，傳輸線路較長(zhǎng)，容易引起強(qiáng)電干擾。因此，為提高平層控制系統(tǒng)的可靠性，輸出端多用具有安全保護(hù)和抗干擾雙重作用的隔離技術(shù)。隔離雙方無(wú)電路聯(lián)系，各用獨(dú)立電源和公共接地地段。我們?cè)谄綄涌刂破髟O(shè)計(jì)過(guò)程中，利用到的隔離技術(shù)如下。 

1．1 光電隔離技術(shù) 

光耦是一種光電轉(zhuǎn)換器，先把電轉(zhuǎn)化成光，然后由光轉(zhuǎn)化為電， 以實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的隔離。圖2是光電耦合原理圖。為了進(jìn)一步減少干擾，我們采取主控系統(tǒng)隔離供電的方法，即把主控系統(tǒng)用光電隔離為兩部分，核心控制部分和信號(hào)輸出部分分別供電。 
固態(tài)繼電器(SSR)是一種無(wú)觸點(diǎn)通斷功率型電子開(kāi)關(guān)。當(dāng)施加觸發(fā)信號(hào)后，其主回路呈導(dǎo)通狀態(tài)；無(wú)信號(hào)時(shí)，呈阻斷狀態(tài)。它利用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)了控制回路(輸出端)與負(fù)載回路(輸出端)之間的電隔離和信號(hào)耦合，而沒(méi)有任何可動(dòng)部件或觸頭，實(shí)現(xiàn)了相當(dāng)于電磁繼電器的功能，故稱為固態(tài)繼電器。固態(tài)繼電器的輸入輸出是利用光電耦合器來(lái)進(jìn)行隔離，如圖3輸入的上升和下降控制信號(hào)均為直流并且低電平有效，輸出采用高反壓的單向可控硅反并聯(lián)的“零壓差”導(dǎo)通型交流開(kāi)關(guān)。兩個(gè)固態(tài)繼電器輸出直接接到交流接觸器線圈上，通過(guò)交流接觸器控制電機(jī)的起停。通過(guò)固態(tài)繼電器就可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)電弱電的轉(zhuǎn)化并且還可以抑制干擾。 

1．2 提高信號(hào)的傳輸能力 

1．2．1 采用差分電路改善傳感器的信號(hào)輸出能力 

差分電路輸入端是兩個(gè)信號(hào)的輸入，這兩個(gè)信號(hào)的差值為電路有效輸入信號(hào)，電路的輸出是對(duì)這兩個(gè)輸入信號(hào)之差的放大。如果存在干擾信號(hào)，會(huì)對(duì)兩個(gè)輸入信號(hào)產(chǎn)生相同的干擾，通過(guò)二者之差，干擾信號(hào)的有效輸入為零，這就達(dá)到了抗共模干擾的目的。 

1．2．2 長(zhǎng)線傳輸干擾的抑制

在單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中，當(dāng)各子系統(tǒng)相距較遠(yuǎn)時(shí)，信號(hào)在傳輸線上的反射、串?dāng)_，其他噪聲隨之而來(lái)，線路不均勻性和負(fù)載不匹配性引起的信號(hào)反射很容易在傳輸線上引起“振鈴”現(xiàn)象_3_。在建筑工地現(xiàn)場(chǎng)操作人員不可能離現(xiàn)場(chǎng)很近的地方操作并且測(cè)控系統(tǒng)和傳感器固定的位置相距較遠(yuǎn)，所以升降機(jī)平層控制器必須考慮長(zhǎng)線傳輸帶來(lái)的干擾問(wèn)題?？紤]到傳感器采用驅(qū)動(dòng)器輸出，從傳感器引出A、／A、B、／B及電源線，采用6根同軸電纜線。其他硬件抗干擾措施有在主控電路板上加裝屏蔽罩、配置去藕電容、上拉電阻和TVS穩(wěn)壓管、看門狗芯片和加粗地線等。 

2 軟件抗干擾措施 

除了在控制器的硬件上采取相應(yīng)的屏蔽措施，在軟件上同時(shí)也采取相應(yīng)的抗干擾措施。最大限度提高系統(tǒng)的可靠性、魯棒性_5_。軟件抗干擾措施如下。 

2．1 指令冗余 

當(dāng)CPU受到干擾時(shí)，往往將一些操作數(shù)當(dāng)作指令來(lái)執(zhí)行，引起程序混亂。當(dāng)程序彈飛到某一單字節(jié)指令時(shí)，便會(huì)自動(dòng)納入正軌。當(dāng)彈飛到某一雙字節(jié)指令或三字節(jié)指令時(shí)，有可能落到其操作數(shù)上，從而繼續(xù)出錯(cuò)。因此，應(yīng)多采用單字節(jié)指令，并在關(guān)鍵地方人為插入一些單字節(jié)指令(NOP)或?qū)⒂行У膯巫止?jié)指令重復(fù)書寫，這就是指令冗余。指令冗余無(wú)疑會(huì)降低系統(tǒng)的效率，但一般不會(huì)太嚴(yán)重，故廣泛使用。添加冗余指令有以下2種方式。 

1)在重要指令段中三字節(jié)指令和二字節(jié)指令中插入兩個(gè)單字節(jié)NOP指令，對(duì)程序流向起決定性作用的指令如RET、RETI、ACLALL、LJMP、JZ、JNZ、JC、JNC等，和某些對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)起重要作用的指令(~ISETB、EA等等)之前插入兩條NOP指令，可使亂飛程序迅速納入正軌。 

2)對(duì)于以上所提到的重要指令，重復(fù)寫以上指令，做到重要指令冗余。 

2．2 軟件“看門狗” 

即用一個(gè)定時(shí)器來(lái)做“看門狗”，將它的溢出中斷設(shè)定為高級(jí)中斷，系統(tǒng)中其他的中斷可設(shè)為低級(jí)中斷。當(dāng)“看門狗”啟動(dòng)后，在主程序中必須在一定的時(shí)間內(nèi)(小于定時(shí)時(shí)間)重新給定時(shí)器賦初值，這樣在程序正常運(yùn)行時(shí)就不會(huì)產(chǎn)生溢出中斷。當(dāng)程序掉入死循環(huán)后，由于定時(shí)溢出中斷為高級(jí)中斷，故可奪走CPU的控制權(quán)，故經(jīng)過(guò)定時(shí)時(shí)間可產(chǎn)生一次定時(shí)器溢出中斷，從而退出死循環(huán)。 

由硬件實(shí)現(xiàn)的“看門狗”技術(shù)，可以有效地克服主程序或中斷服務(wù)程序由于陷入死循環(huán)而帶來(lái)的不良后果，但在工業(yè)應(yīng)用中，嚴(yán)重的干擾有時(shí)會(huì)破壞中斷方式寄存器，導(dǎo)致中斷關(guān)閉，這時(shí)硬件“看門狗” 電路功能將不能