２　造船门式起重机安全监控系统硬件设计

２１　无线数据采集和传输子系统设计

是以ＣＣ２４３０为基础并进行全面升级，拥有８ＫＢ的ＲＡＭ、３２／６４／１２８／２５６ＫＢＦｌａｓｈ。ＣＣ２５３０的通信距离增加为４００ｍ，而ＣＣ２４３０只有８０ｍ左右，可满足绝大部分场合的需求。ＣＣ２５３０支持新的ＺｉｇＢｅｅ２００７协议栈，支持系统编程，具有不同的运行模式，尤其适应超低功耗要求的系统ＣＣ２５３０内核核心为增强性８０５１，增强型８０５１每个指令周期为一个时钟周期，取消了无用的总线状态，而标准８０５１每个指令周期为１２个时钟周期，故指令执行速度比标准８０５１快。ＣＣ２５３０使用了８０５１指令集，但因内核指令周期不同，故某些程序不能直接使用，例如延时程序。

采集终端

１）模拟量输入

对于压力、温度等传感器采集的模拟量信号，需转化为数字量信号后，门式起重机安全监控系统才能进行处理、传输和储存。ＣＣ２５３０集成的ＡＤＣ拥有８个独立的输入通道，可接受单端或差分信号，可设置７到１２位分辨率，转换结束时进行ＤＭＡ触发。它包括一个模拟多路转换器，一个参考电压发生器，自带温度传感器输入。支持电池测量功能。执行一个转换所需的时间取决于所选的抽取率。转换时间由以下公式给定Ｔｃｏｎｖ＝（抽取率＋１６）×０２５μｓ

２）开关量输入

门式起重机安全监控系统量除了有模拟信号，还有某些装置的工作状况（如制动器开闭情况）以及由开关量实现的控制功能（如门限位、运行限位等）需要监测。图３为开关量信号的输入形式，Ｕｉ由信号采集装置提供，开关量输入的信号通过光电偶合器ＴＬＰ５２１－４，Ｕ０高电平表示开，低电平表示关，将开关量变为“１”、“０”信号。图４为采集终端电路。

ＺｉｇＢｅｅ协调器

协调器模块结构与采集器模块基本一致，主要区别在于协调器增加了串口转换电路用于和上位机通信，协调器需要定时访问终端节点，收集采集到的原始数据，并通过串口发送给上位机。协调器是网络的核心，需要不停地对各个终端节点查询，上传数据，提供网络管理等功能，不能设置休眠，使整体功耗较大，故采用５Ｖ的外接电源，这样才能保证系统长时间连续工作。ＣＣ２５３０的ＵＡＲＴ接口连接ＭＡＸ２３２芯片，完成ＴＴＬ电平与ＲＳ２３２电平之间的转换后与ＥＴ从站进行通信。

ＰＬＣ控制系统

ＰＬＣ控制系统基于原有的控制系统，ＺｉｇＢｅｅ协调器通过串口与远程柜的ＣＰ３４０模块连接后与ＥＴ－２００Ｍ从站通信。远程柜的ＥＴ－２００Ｍ从站通过光电模块（ＯＬＭ）以及光缆连接到电气室的ＯＬＭ，再通过ＰＲＯＦＩＢＵＳ总线与电气室的ＣＰＵ模块连接。ＰＬＣ通过以太网卡和上位机通讯，２台工控机分别安装在电气室和司机室内作为ＣＭＳ显示，电气室内的工控机还要对上传的数据进行处理，建立数据库并储存，以便实现历史数据查询等功能。