电梯串行通讯系统可靠性设计

摘要：介绍了电梯串行通讯系统可靠性设计的基本方法及硬件抗干扰措施，并对软件可

靠性设计技术进行了初步探讨。

关键词：串行通讯可靠性抗干扰硬件软件

电梯工作现场往往存在大量的干扰源，电梯控制系统一旦因干扰而产生故障，很可能酿
成严重的后果。因此，在电梯串行通讯系统的设计中，如何增强系统的抗干扰能力、提高

系统工作的可靠性是一个不容忽视的重要内容。

可靠性的基本概念

可靠性是产品的质量指标。其定义为：产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能
的能力。其中规定条件是指产品工作时所处的环境条件、维护条件、使用条件等；规定时间
是指产品能够正常工作的起止时间；规定功能则是指产品应当实现的功能。衡量产品可靠

性的常用量化指标主要有：可靠度、失效率、平均寿命、平均维修时间和利用率等。

在电梯串行通讯系统中，故障应当都是可以修复的，因此其平均寿命的确切含义应当是
平均故障间隔时间 MTBF(Mean Time Between Failure）。另一个重要指标则是故障平
均修复时间 MTTR(Mean Time To Repair)

。

保证电梯串行通讯系统可靠性的方法

2.1 提高系统各单元的 MTBF

根据可靠性设计的有关理论，单元越简单，可靠性就越高。因此，电梯串行通讯系统最好
设计成集散控制系统，即将整个系统分解为多个自律性极强的独立单元，每一单元都比
较简单，可靠性大为提高。而且当某一单元发生故障时不会影响整个系统。此外，结构上
的分散也就意味着控制的分散、供电的分散、负荷的分散和干扰的分散，因此从根本上分
散了影响系统可靠性的外部因素，从而保证系统能够达到很高的 MTBF

。

目前在电梯串行通讯技术中占主导地位的是主从结构的 BITBUS 网络系统，它采用 RS-
485 总线，通讯结构为命令、响应式。其潜在的危险就是采用了集中控制方式，一旦主节
点出现故障，整个系统将瘫痪，而具有多主结构的 CANBUS 总线却可以克服上述缺点。
它可以多主方式工作，网络上任一节点可以在任一时刻向网络上其它节点发送信息，不
分主从，因此可以很方便地构成冗余（容错）系统。CAN 的每帧信息都有 CRC 校验及检
错措施，而且 CAN 节点在错误严重时具有自动关闭总线的功能，切断它与总线的联系，
使总线上其它操作不受影响，具有很高的可靠性。因此，采用 CANBUS 总线很容易构成
“

”

集中管理、分散控制的集散控制系统。可以预见在不远的将来，CANBUS 将逐渐取代

BITBUS，成为电梯串行通讯系统中的主流产品。
另外，在硬件电路板制作时，对所用元器件应严格筛选，选用具有低失效率的器件，对
某些重要的元器件进行降级使用，元件在使用前进行老化处理使之进行偶然失效期等，

从而在元件级很大程序地保证系统高可靠性。

2.2 降低系统各单元的 MTTR