以升降機和建筑卷揚機為代表的垂直起升機械，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、升降機、電焊機等多種設(shè)備頻繁作業(yè)，對工地的交流電源產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，同時也對測控系統(tǒng)的輸入輸出信號產(chǎn)生很大影響，工作環(huán)境惡劣。另一方面，升降機控制器的運行故障可能導(dǎo)致升降機鋼絲繩拉斷甚至吊籠墜毀、井架損毀等嚴(yán)重安全事故。這就要求升降機控制器的各部件特別是主控微機系統(tǒng)具備極高的可靠性。

升降機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)是由單片機通過固態(tài)繼電器控制交流接觸器，進而控制三相交流電機。交流接觸器和交流電機本身就是強干擾源，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、接插件接觸不良會造成系統(tǒng)時好時壞；內(nèi)部和外部的干擾、電源紋波系數(shù)過大、器件負(fù)載過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引起系統(tǒng)可靠性差。在進行升降機平層控制器現(xiàn)場調(diào)試時我們分析了干擾源(圖1)并采用了如下抗干擾措施。 

1 硬件抗干擾措施 

在現(xiàn)場開關(guān)(如交流接觸器)與計算機輸入接口之間，傳輸線路較長，容易引起強電干擾。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和抗干擾雙重作用的隔離技術(shù)。隔離雙方無電路聯(lián)系，各用獨立電源和公共接地地段。我們在平層控制器設(shè)計過程中，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， 以實現(xiàn)電信號的隔離。圖2是光電耦合原理圖。為了進一步減少干擾，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輸出部分分別供電。 
固態(tài)繼電器(SSR)是一種無觸點通斷功率型電子開關(guān)。當(dāng)施加觸發(fā)信號后，其主回路呈導(dǎo)通狀態(tài)；無信號時，呈阻斷狀態(tài)。它利用電子技術(shù)實現(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耦合，而沒有任何可動部件或觸頭，實現(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進行隔離，如圖3輸入的上升和下降控制信號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)通型交流開關(guān)。兩個固態(tài)繼電器輸出直接接到交流接觸器線圈上，通過交流接觸器控制電機的起停。通過固態(tài)繼電器就可以實現(xiàn)強電弱電的轉(zhuǎn)化并且還可以抑制干擾。 

1．2 提高信號的傳輸能力 

1．2．1 采用差分電路改善傳感器的信號輸出能力 

差分電路輸入端是兩個信號的輸入，這兩個信號的差值為電路有效輸入信號，電路的輸出是對這兩個輸入信號之差的放大。如果存在干擾信號，會對兩個輸入信號產(chǎn)生相同的干擾，通過二者之差，干擾信號的有效輸入為零，這就達到了抗共模干擾的目的。 

1．2．2 長線傳輸干擾的抑制

在單片機測控系統(tǒng)中，當(dāng)各子系統(tǒng)相距較遠時，信號在傳輸線上的反射、串?dāng)_，其他噪聲隨之而來，線路不均勻性和負(fù)載不匹配性引起的信號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)場操作人員不可能離現(xiàn)場很近的地方操作并且測控系統(tǒng)和傳感器固定的位置相距較遠，所以升降機平層控制器必須考慮長線傳輸帶來的干擾問題。考慮到傳感器采用驅(qū)動器輸出，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，往往將一些操作數(shù)當(dāng)作指令來執(zhí)行，引起程序混亂。當(dāng)程序彈飛到某一單字節(jié)指令時，便會自動納入正軌。當(dāng)彈飛到某一雙字節(jié)指令或三字節(jié)指令時，有可能落到其操作數(shù)上，從而繼續(xù)出錯。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。指令冗余無疑會降低系統(tǒng)的效率，但一般不會太嚴(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)指令中插入兩個單字節(jié)NOP指令，對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” 

即用一個定時器來做“看門狗”，將它的溢出中斷設(shè)定為高級中斷，系統(tǒng)中其他的中斷可設(shè)為低級中斷。當(dāng)“看門狗”啟動后，在主程序中必須在一定的時間內(nèi)(小于定時時間)重新給定時器賦初值，這樣在程序正常運行時就不會產(chǎn)生溢出中斷。當(dāng)程序掉入死循環(huán)后，由于定時溢出中斷為高級中斷，故可奪走CPU的控制權(quán)，故經(jīng)過定時時間可產(chǎn)生一次定時器溢出中斷，從而退出死循環(huán)。 

由硬件實現(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)而帶來的不良后果，但在工業(yè)應(yīng)用中，嚴(yán)重的干擾有時會破壞中斷方式寄存器，導(dǎo)致中斷關(guān)閉，這時硬件“看門狗” 電路功能將不能