基于飛思卡爾MK10N512微控制器及MQX操作系統(tǒng)的電梯主控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　5.4 任務(wù)設(shè)計(jì)

　　由圖5可知，用戶任務(wù)包括通信數(shù)據(jù)處理任務(wù)和電梯控制任務(wù)。任務(wù)按優(yōu)先級(jí)順序運(yùn)行，高優(yōu)先級(jí)任務(wù)能夠搶占低優(yōu)先級(jí)任務(wù)。

　　通信數(shù)據(jù)處理任務(wù)的特點(diǎn)是代碼量小，實(shí)時(shí)性要求高。通信數(shù)據(jù)處理任務(wù)的優(yōu)先級(jí)設(shè)置高于電梯控制任務(wù)，由中斷控制程序調(diào)用MQX任務(wù)調(diào)度API函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)其運(yùn)行控制。

　　電梯控制任務(wù)為電梯控制應(yīng)用程序的主要構(gòu)成部分，特點(diǎn)是代碼量大、占用大量的內(nèi)存和CPU資源。為了使各部分程序能按要求實(shí)時(shí)運(yùn)行，把電梯控制任務(wù)劃分為不同周期運(yùn)行的任務(wù)(詳見5.6 電梯運(yùn)行控制設(shè)計(jì))。實(shí)時(shí)性要求較高的電梯運(yùn)行控制處理，則運(yùn)行周期短，如設(shè)定20ms的運(yùn)行周期。而實(shí)時(shí)性要求較低的電梯運(yùn)行狀態(tài)信息處理，則運(yùn)行周期長，如設(shè)定200ms的運(yùn)行周期。周期任務(wù)的運(yùn)行調(diào)度由定時(shí)控制程序調(diào)用MQX任務(wù)調(diào)度API函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。為了保證周期任務(wù)運(yùn)行的實(shí)時(shí)性，定時(shí)控制程序監(jiān)控周期任務(wù)的運(yùn)行時(shí)間，當(dāng)其運(yùn)行時(shí)間超過預(yù)先設(shè)定的超時(shí)時(shí)間，則說明CPU的負(fù)荷率過高，定時(shí)控制程序報(bào)出故障信息。

　　5.5 召喚通信設(shè)計(jì)

　　召喚通信包括轎廂召喚通信和層站召喚通信，分別使用獨(dú)立的CAN端口通信來實(shí)現(xiàn)，如圖7所示。轎廂召喚通信網(wǎng)絡(luò)包括主門操縱箱、主門殘疾人操縱箱、副門操縱箱和副門殘疾人操縱箱等節(jié)點(diǎn)。層站召喚通信網(wǎng)絡(luò)包括32層站召喚節(jié)點(diǎn)。

　　通信采用主從式通信方式，主控系統(tǒng)為主機(jī)，轎廂召喚和層站召喚為從機(jī)。主機(jī)輪詢每個(gè)通信通道的所有從機(jī)。通信數(shù)據(jù)包分為共通數(shù)據(jù)和終端數(shù)據(jù)。共通數(shù)據(jù)為廣播數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)每個(gè)通信終端都接收、處理此數(shù)據(jù)包。共通數(shù)據(jù)的內(nèi)容主要是電梯運(yùn)行方向、所在層樓數(shù)顯數(shù)據(jù)，用于操縱箱和召喚箱顯示電梯運(yùn)行信息。通信終端只接收共通數(shù)據(jù)，而無需做出響應(yīng)。在每個(gè)通信周期，主控系統(tǒng)發(fā)送完共通數(shù)據(jù)后，開始發(fā)送終端數(shù)據(jù)輪詢每個(gè)終端。終端數(shù)據(jù)包括ID號(hào)信息。各終端偵聽通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，當(dāng)ID號(hào)信息與本終端一致，則接收、處理并做出響應(yīng)。轎廂通信網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)序圖如圖8所示，層站通信網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)序圖如圖9所示。

　　5.6 電梯運(yùn)行控制設(shè)計(jì)

　　電梯運(yùn)行控制任務(wù)包括信號(hào)輸入/輸出處理、電梯運(yùn)行模式處理、召喚處理、門開關(guān)處理、電梯運(yùn)行控制處理、電梯運(yùn)行狀態(tài)信息處理和故障處理等。信號(hào)輸入/輸出處理負(fù)責(zé)處理電氣系統(tǒng)的各種操作、檢測開關(guān)信號(hào)輸入、召喚信號(hào)輸入，以及各種電氣裝置的驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)。電梯運(yùn)行模式是根據(jù)操作開關(guān)輸入來決定電梯的運(yùn)行模式，如高速正常運(yùn)行模式、低速維保運(yùn)行模式、消防員運(yùn)行模式等。不同模式下，電梯的運(yùn)行速度、開關(guān)門方式、召喚處理都不一樣。召喚處理負(fù)責(zé)處理經(jīng)過通信網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)輸入處理進(jìn)來的轎廂和層樓召喚信號(hào)。召喚處理根據(jù)用戶服務(wù)層需求、IC卡等自動(dòng)召喚需求、群控多臺(tái)電梯群組對(duì)層站召喚的分配響應(yīng)來處理電梯召喚。門開關(guān)處理負(fù)責(zé)根據(jù)電梯的運(yùn)行狀態(tài)、開關(guān)門操作信號(hào)以及門安全觸板、光幕等檢測信號(hào)來決定電梯開關(guān)門，并通過輸入/輸出處理模塊把開關(guān)門指令發(fā)送給門控系統(tǒng)。電梯運(yùn)行控制處理則是根據(jù)召喚信號(hào)，控制電梯的起動(dòng)、加速、運(yùn)行、減速、停車等一系列運(yùn)行動(dòng)作。電梯運(yùn)行狀態(tài)信息處理負(fù)責(zé)處理電梯層樓顯示、運(yùn)行狀態(tài)顯示、乘梯語音提示、報(bào)站鐘、報(bào)站燈等內(nèi)容，處理后的信息由信息輸入/輸出處理模塊輸出給各終端。故障處理負(fù)責(zé)監(jiān)視電梯各部件的動(dòng)作情況，如有異常，根據(jù)故障的等級(jí)控制電梯的下一步運(yùn)行動(dòng)作，如立即停車、或者到達(dá)最近樓層后開門，然后停止服務(wù);故障處理同時(shí)記錄故障發(fā)生的時(shí)間、電梯的運(yùn)行狀態(tài)信息、各輸入輸出口狀態(tài)，方便維保人員快速處理故障，恢復(fù)電梯運(yùn)行。

　　6 結(jié)束語

　　隨著社會(huì)進(jìn)步、信息技術(shù)的快速發(fā)展，需要電梯主控系統(tǒng)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。電梯需要具有智能調(diào)整、智能預(yù)診斷功能，能夠根據(jù)用戶的需求、季節(jié)的變化來自動(dòng)調(diào)整自身參數(shù)，提供更個(gè)性化的服務(wù)。主控系統(tǒng)在故障未發(fā)生前，診斷出電梯某些部件已經(jīng)問題，及時(shí)通知維保人員維修或者更換，避免電梯發(fā)生故障而困人或者停止服務(wù)。電梯需要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，成為物聯(lián)網(wǎng)的組成部分。電梯監(jiān)督、制造廠商、保養(yǎng)單位可以通過電腦和手機(jī)等終端監(jiān)控、查詢電梯的運(yùn)行情況，減少不必要的現(xiàn)場檢查，提高運(yùn)維效率。本文所述電梯主控制系統(tǒng)，可以通過加裝傳感器、檢測開關(guān)來實(shí)現(xiàn)智能調(diào)整和智能預(yù)診斷功能，可以通過預(yù)留的RS485接口與無線通信模塊連接，實(shí)現(xiàn)電梯網(wǎng)絡(luò)化。

　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]飛思卡爾半導(dǎo)體公司.Freescale MQX Real-Time Operating System User’s Guide[EB/OL].4th ed.2011.12
　　[2]飛思卡爾半導(dǎo)體公司.Freescale MQX I/O Drivers Users Guide[EB/OL].10th ed.2011.12
　　[3]飛思卡爾半導(dǎo)體公司.Freescale MQX RTOS Reference Manual[EB/OL].7th ed.2011.12
　　[4]飛思卡爾半導(dǎo)體公司.K10 Sub-Family Data Sheet[EB/OL].4th ed.2011.3
　　[5]飛思卡爾半導(dǎo)體公司.K10 Sub-Family Reference Manual[EB/OL].5th ed.2011.5
　　[6]毛宗源,彭汝華,尤裕祥,等.微機(jī)控制電梯[M].北京:國防工業(yè)出版社,1996
　　[7]葉安麗.電梯控制技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2007.7