整套课件：电梯控制技术（第2版）.ppt

五、采用8051单片机的前端机 下面介绍一种采用8051单片机作为主控芯片的前端机，能实现现场信号的实时采集并与中心的计算机通讯，故障时拨号连通主机，并支持主机主动呼叫等功能。 1 、工作原理 前端机电路原理图图5-108所示。前端机主要完成两大功能：第一，在电梯控制系统中进行数据采集。当电梯发生故障时，前端机接收故障的状态信号并进行锁定，同时发控制信号给MODEM，MODEM会自动拨号与中心计算机连接，连通后将故障包传给中心计算机。第二，电梯正常运行时，前端机采集的信号一般不主动上传给中心计算机。但前端机在接到中心计算机主动查询的呼叫后，会将电梯的运行状态实时连续地传送给中心计算机，直到中心计算机挂机。 图5-108前端机电路原理图 （1）信号采集 电梯故障信号采集点的多寡与所选用的单片机CPU型号及其电路结构有关，采集信号的多少和质量，直接决定了服务中心操作员判断故障原因的准确性和快速性，以及减少维修人员排除故障的时间。通常采集电梯的状态信号有：控制电源、安全回路、司机／自动、检修运行／正常运行、向上强换速、向下强换速、向上换速、向下换速、平层、门区、上限位、下限位、内选指令、外呼召唤、上行、下行、加速、减速、开门／关门、开门限位、关门限位、门锁、关门保护、抱闸、向上慢行、向下慢行、超载、电梯位置等。 前端机采集的信号都可以看作开关信号，各自加光电隔离后输出给8255并行接口，从8255输出给8051，完成信号采集工作。光电隔离的主要作用是电平转换。开关量输入一侧接至电梯控制系统以接收信号，—般电梯控制电压是24V，而8051的电平是5V。所以加入光电隔离，保护芯片。 2 ）故障中断及撤除 当电梯发生明显故障时，如：门锁、关门保护、安全回路（轿顶、机房）、平层错误、无脉冲、冲顶、墩底等。外部中断信号接至805l的外部中断管脚(INTl)，前端机响应中断后，锁存当前的电梯状态，并且通过805l的P1口接收这些故障信号。 外部中断有2种请求方式，即脉冲边沿请求方式和电平请求方式。脉冲边沿请求方式的外部中断，CPU在响应中断后，用内部硬件清除有关中断请求标志，即自动撤除了中断请求；电平请求方式的外部中断，由于在硬件上，CPU对INTl引脚信号没有控制，在中断响应之后，通过外部硬件自动将中断请求标志位清除，但中断请求的有效低电平仍然存在，在下一个机器周期采样中断请求时，又会使外部中断控制字重新置1，这样就会引起前端机误动作。例如，当8051响应中断后，P1口打开，采进故障信号，再把当前的运行状态采进来。然后申请串行通讯中断，通过调制解调器将当前状态信息和故障类型发送给主机。主机接收故障包，操作人员进行故障诊断，然后通知维修工人去现场维修。维修工人到现场故障确定以后，断电进行电梯维修。这时，前端机由于断电停止工作。待电梯故障排除以后，电源恢复，前端机又开始工作。即在前端机串行发送工作完成以后，断电之前的这段时间里，前端机又会检测到中断请求，这样又会重复以前的动作，产生错误。为此需要在中断响应后把中断请求输入端从低电平强制改为高电平，如图中用D触发器作为电平方式外部中断请求的撤除电路。中断响应后，使P27输出一个负脉冲使触发器置1，这就撤除了低电平的中断请求。 （3）故障预估 当电梯无明显故障时，前端机不断采集电梯的状态信号，并根据这些信号对电梯进行故障预估判别，当发现电梯运行异常时，如：门锁触点应该在发出关门指令后延时接通，如果超过设定时间后才接通或者一直没有接通；电梯起动加速时间延长；呼梯按钮卡住不能消号；平层超差等，前端机发控制信号给MODEM，MODEM自动拨号与中心计算机连接，连通后将电梯运行异常信息包传给中心计算机，并通知维修及时处理，实现故障的早期预告及排除。 （4）串行通讯 8051单片机串行口与调制解调器MODEM连接，实现与主机的数据通讯，采用RS232--C异步半双工通讯方式，由专用芯片MAX232完成TTL电平与RS--232电平转换。其中RIIN为RS--232电平信号接收输入端，接MODEM的RD端；RIOUT为转换后的TTL电平信号输出端，接8051的RXD端；RIIN为RS--232电平信号输入端，接8051的TXD发送端；TIOUT为转换后的RS--232电平信号输出端，接MODEM的TD端。 前端机MODEM支持主机的主动呼叫，RI取反后接8051的INT0端，采用脉冲外中断方式。其信号端口为：RD为数据接收端；TD为数据发送端；GND为信号地；RI为响铃指示。 前端机和主机数据传输协议如下：1)前端机向主机发送请求信号。2)前端机收到主机正确接收(00H)信号后，开始发送数据。按字节传送，每发送1字节，校验和加l。3)前端机全部数据发送结束后，发送校验和。4)前端机接收主