CN109322576A - 一种节能型防火门电动闭门器控制电路和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能型防火门电动闭门器控制电路及控制方法，所述电路包括电源模块、微处理器模块、控制模块、储能模块、复位模块和动作执行模块，其中：电源模块分别与微处理器模块和储能模块连接提供电源，储能模块、控制模块、复位模块分别与微处理器模块连接，控制模块分别与储能模块、动作执行模块连接，动作执行模块还与储能模块连接，电源模块通过防火门监控模块与直流电源连接，防火门监控模块还与复位模块连接。本发明功耗较低，节能环保，控制精确，性能稳定，故障率低，也便于安装施工。

Description

一种节能型防火门电动闭门器控制电路和控制方法

技术领域

本发明涉及消防安全设备技术领域，具体涉及一种节能型防火门电动闭门器控制电路和控制方法。

背景技术

为了提高消防安全，办公楼、居民楼等人员密集的建筑楼一般都会设置有消防通道，以在发生火情时作为实施营救和被困人员疏散的通道。消防通道都会设置有防火门，防火门主要作用在于火灾发生后，通过关闭防火门，可阻止浓烟进入消防通道。通常，在浓烟进入到消防通道时，防火门会自动关闭，防火门的自动关闭主要通过液压器与闭门器共同作用来实现。常见的防火门结构，闭门器安装在门框上，液压器安装在防火门上，力臂的两端分别铰接在闭门器与液压器上，液压器维持提供对闭门器作用的力使得防火门维持有关闭趋势。在通常状态，防火门为打开状态，此状态下，力臂铰接在闭门器的一端卡持在闭门器一端的锁止机构中，在一旦出现火情时，烟感和温感探测器感测到火灾信号，将信号传送至防火门监控模块，由防火门监控模块控制闭门器上的锁止机构的连杆解除对力臂一端的锁持，则力臂在闭门器上的铰接端在液压器的作用下从闭门器上的一端滑动至另一端，实现防火门的自动关闭。现有的闭门器一般均可实现防火门保持常开状态以及在火情时接收防火门监控模块控制信号进行自动关闭；然而，现有的防火门在保持常开状态时，一般是直接用电磁铁的吸力作用于闭门器上的锁止机构连杆，所以，需要供给电磁铁的电流大（>60mA）、功耗高、发热量大、易被烧坏，不节能、不环保，一直供电导致总线带载能力差，无法满足长距离稳定工作要求。

电动闭门器，又称联动闭门器是一种通过电磁吸铁长期通电，产生强磁吸住压舌上的吸盘，从而固定压舌的位置，压舌限制滑块向回移动，滑轨与闭门器支接臂连接。从而达到防火门限位的角度，当电磁吸铁断电时，磁力消失，滑块在防火门闭门器的作用下，有关门的力矩，顶开压舌，解除防火门的限位，关闭防火门扇。现有的电动闭门器需要长期通电，其使用成本高。限位和导向零件，采用POM材料，遇高温度易分解，变形，有极大的安全隐患。

防火门监控系统的电源一般是直流电源供应，电源有正、负极之分，在现有闭门器的电源也需区分正、负电源，导致防火门电动闭门器的电源在安装时易接错，不便于施工。

发明内容

本发明的目的在于为解决上述技术问题而提供一种节能型防火门电动闭门器控制电路及控制方法，功耗较低，节能环保，控制精确，性能稳定。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种节能型防火门电动闭门器控制电路，所述电路包括电源模块、微处理器模块、控制模块、储能模块、复位模块和动作执行模块，其中：电源模块分别与微处理器模块和储能模块连接提供电源，储能模块、控制模块、复位模块分别与微处理器模块连接，控制模块分别与储能模块、动作执行模块连接，动作执行模块还与储能模块连接，电源模块通过防火门监控模块与直流电源连接，防火门监控模块还与复位模块连接。

所述电源模块包括电源回路和设在该电源回路上的整流电路、低功耗稳压器和滤波电路，整流电路的输入端经开关K1与直流电源连接，直流电源由防火门监控模块控制开关K1通断，整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4，整流电路的输出端串联有二极管D5，直流电源经整流电路的整流和二极管D5的隔离后与控制模块连接，滤波电路共设有两个，分别设在低功耗稳压器两侧，低功耗稳压器的输出端与微处理器模块连接，其中一个滤波电路包括并联连接的电容E1和电容C1，另外一个滤波电路包括并联连接的电容E2和电容C2。

所述微处理器模块包括处理芯片，该处理芯片具有电源输入端AN1、电源输入端AN2、控制输出端DO1和控制输出端DO2，电源输入端AN1通过串联连接的电阻R10和电阻R11与直流电源连接，电源输入端AN2通过串联连接的电阻R12和电阻R13与储能模块连接，处理芯片通过控制输出端DO1和控制输出端DO2与控制模块连接，处理芯片还通过MCLR端口与复位模块连接。

所述储能模块包括电容E3，控制模块包括依次串联连接在控制输出端DO1和控制输出端DO2之间的电阻R4、电阻R5、电阻R7和电阻R6，电阻R4连接有PNP型三极管Q2，三极管Q2的发射极连接有并联排布的电阻R1和电阻R2，电阻R2连接有PNP型三极管Q1，三极管Q1的发射极与电阻R1连接并接电源，三极管Q1的集电极经电阻R3与NPN型三极管Q3连接，三极管Q3的基极连接在电阻R4和电阻R5之间的线路上，三极管Q3的发射极与电容E3一端连接，电容E3的另一端分别与三极管Q2的集电极、场效应管Q5连接，场效应管Q5与执行模块连接，场效应管的G极与S极之间装接有电阻R9，场效应管的G极还通过电阻R8与NPN型三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的发射极连接在电阻R5和电阻R7间的线路上，三极管Q4的基极连接在电阻R7和电阻R6间的线路上。

所述复位模块包括相连接的点按轻触开关SW1和光耦合器，点按轻触开关SW1与微处理器模块连接，光耦合器经电阻R15、开关K2与直流电源连接，电阻R15还并联连接有二极管D7和电阻R16。

所述动作执行模块包括框架、缠绕在框架上的直流励磁线圈、滑杆、静磁铁和弹簧，弹簧与静磁铁装接且设在框架内，滑杆活动插装于框架内且与弹簧连接，直流励磁线圈一端与负极连接、另一端与场效应管Q5的D极连接。

所述微处理器模块中的处理芯片选用采用了nanoWatt XLP 的超低功耗管理的PIC16LF1824类型芯片，低功耗稳压器选用低功耗HT7533-1器件。

一种节能型防火门电动闭门器控制方法，包括以下步骤：

步骤1，连续采集 n个周期的电源模块的电压数据, 然后对采集的电压数据进行滑动平均处理，得出电压V1，n为预设定值；

步骤 2，连续采集m个周期的储能模块的电压数据，然后对采集的电压数据进行滑动平均处理，得出电压V2，m为预设定值；

步骤 3，当V1>V0时且V2<V5时，微处理器模块发送信号给控制模块，控制模块使储能模块中的电容E3充电，当检测到储能模块电容E3的电压V2>V6时，停止充电，其中电压V0、电压V5、电压V6为预设定值；

步骤 4，当检测到有复位信号时，微处器模块发出动作指令，使储能模块的电容E3与动作执行模块的直流励磁线圈相通，动作开始执行，动作执行完成后，微处理模块关闭动作指令，继续循环步骤1至3；

步骤 5，当检测到电源模块断电，由电容E1继续向微处理器模块供电，当检测到电容E3的电压降低至V7后，微处理器模块发出动作指令，使电容E3与动作执行模块的直流励磁线圈相通，动作开始执行，直至动作执行完成，V7为预设定值；

步骤 6，当电源模块恢复通电后，循环执行步骤1至5，直到操作完成。

本发明整体功耗较低，故障率低，便于施工安装，性能稳定，环保节能。

附图说明

附图1为本发明控制电路的整体连接示意图；

附图2为本发明电源模块的电路原理示意图；

附图3为本发明处理芯片的示意图；

附图4为本发明中微处理器模块的电源输入端的连接示意图；

附图5为本发明中微处理器模块的控制输出端的连接示意图；

附图6为本发明中控制模块和储能模块的电路原理示意图；

附图7为本发明中复位模块的电路原理示意图；

附图8为本发明动作执行模块的结构示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如附图1所示，本发明揭示了一种节能型防火门电动闭门器控制电路，所述电路包括电源模块、微处理器模块、控制模块、储能模块、复位模块和动作执行模块，其中：电源模块分别与微处理器模块和储能模块连接提供电源，储能模块、控制模块、复位模块分别与微处理器模块连接，控制模块分别与储能模块、动作执行模块连接，动作执行模块还与储能模块连接，电源模块通过防火门监控模块与直流电源连接，防火门监控模块还与复位模块连接。防火门监控模块用于控制直流电源的通断，从而控制整个电路的通断。直流电源为电池DC24V。微处理器模块向控制模块发出信号，控制模块分别控制储能模块的充电通断和动作执行模块的动作。储能模块还为动作执行模块提供一定的电源。复位模块从防火门监控模块获取复位信号，进而将信号传送给微处理器模块，实现复位控制操作。

如附图2所示，所述电源模块包括电源回路和设在该电源回路上的整流电路、低功耗稳压器和滤波电路，整流电路的输入端经开关K1与直流电源连接，直流电源由防火门监控模块控制开关K1通断，整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4，整流电路的输出端串联有二极管D5，直流电源经整流电路的整流和二极管D5的隔离后与控制模块连接，滤波电路共设有两个，分别设在低功耗稳压器两侧，低功耗稳压器的输出端与微处理器模块连接，其中一个滤波电路包括并联连接的电容E1和电容C1，另外一个滤波电路包括并联连接的电容E2和电容C2。直流电源选取电源DC24V，电源DC24V由防火门监控模块控制K1通断，经二极管D1、D2、D3、D4整流和D5隔离后与控制模块相连，及通过低功耗稳压器HT7533-1将24V电压稳成+3.3V给微处器器模块供电，其中电容E1和电容E2除了滤波作用外，主要利用其充放电功能进行储能，在电源DC24V断开后，继续由电容E1和E2向微处理器模块供电，保证微处理器模块能发出动作指令信号。

如附图3、4和5所示，所述微处理器模块包括处理芯片，该处理芯片具有电源输入端AN1、电源输入端AN2、控制输出端DO1和控制输出端DO2，电源输入端AN1通过串联连接的电阻R10和电阻R11与直流电源连接，电源输入端AN2通过串联连接的电阻R12和电阻R13与储能模块连接，处理芯片通过控制输出端DO1和控制输出端DO2与控制模块连接，控制着储能模块的充电和动作执行模块的动作，处理芯片还通过MCLR端口与复位模块连接采集复位信号。控制输出端DO1和DO2分别与光敏元件连接后与电阻R14连接接地。

如附图6所示，所述储能模块包括电容E3，控制模块包括依次串联连接在控制输出端DO1和控制输出端DO2之间的电阻R4、电阻R5、电阻R7和电阻R6，电阻R4连接有PNP型三极管Q2，三极管Q2的发射极连接有并联排布的电阻R1和电阻R2，电阻R2连接有PNP型三极管Q1，三极管Q1的发射极与电阻R1连接并接电源，三极管Q1的集电极经电阻R3与NPN型三极管Q3连接，三极管Q3的基极连接在电阻R4和电阻R5之间的线路上，三极管Q3的发射极与电容E3一端连接，电容E3的另一端分别与三极管Q2的集电极、场效应管Q5连接，场效应管Q5与执行模块连接，场效应管的G极与S极之间装接有电阻R9，场效应管的G极还通过电阻R8与NPN型三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的发射极连接在电阻R5和电阻R7间的线路上，三极管Q4的基极连接在电阻R7和电阻R6间的线路上。控制模块主要用于控制电容E3的充电。

如附图7所示，所述复位模块包括相连接的点按轻触开关SW1和光耦合器，点按轻触开关SW1与微处理器模块连接，光耦合器经电阻R15、开关K2与直流电源连接，电阻R15还并联连接有二极管D7和电阻R16。通过点按轻触开关SW1给微处理器模块传送复位信号或经光耦合器接收来自防火门监控模块的复位信号，此开关K2由防火门监控模块进行控制。光耦合器选用光耦TLP181器件。

如附图8所示，所述动作执行模块包括框架、缠绕在框架上的直流励磁线圈、滑杆、静磁铁和弹簧，弹簧与静磁铁装接且设在框架内，滑杆活动插装于框架内且与弹簧连接，直流励磁线圈一端与负极连接、另一端与场效应管Q5的D极连接。储能模块为动作执行模块中的直流励磁线圈提供电流。滑杆用于与防火门的锁止机构卡合连接。当直流励磁线圈通电后，产生磁场，静磁铁具有磁力，在静磁铁作用下，滑杆向左移动靠近静磁铁，同时弹簧被压缩，滑杆离开相应的锁止机构，锁止机构的连杆被释放；当直流励磁线圈断电后，静磁铁不再具有磁力，滑杆在弹簧的回复力作用下，滑杆回位，再次卡合住相应的锁止机构，使锁止机构中的连杆被锁定。

此外，微处理器模块中的处理芯片选用采用了nanoWatt XLP 的超低功耗管理的PIC16LF1824类型芯片，低功耗稳压器选用低功耗HT7533-1器件。

另一方面，本发明还揭示了一种节能型防火门电动闭门器控制方法，包括以下步骤：

步骤1，连续采集 n个周期的电源模块的电压数据, 然后对采集的电压数据进行滑动平均处理，得出电压V1，n为预设定值，该n可根据需要灵活调整。

步骤 2，连续采集m个周期的储能模块的电压数据，然后对采集的电压数据进行滑动平均处理，得出电压V2，m为预设定值，该m可根据需要灵活调整。

步骤 3，当V1>V0时且V2<V5时，微处理器模块发送信号给控制模块，控制模块使储能模块中的电容E3充电，当检测到储能模块电容E3的电压V2>V6时，停止充电，其中电压V0、电压V5、电压V6为预设定值，该预设定值可根据需要灵活调整。

步骤 4，当检测到有复位信号时，微处器模块发出动作指令，使储能模块的电容E3与动作执行模块的直流励磁线圈相通，动作开始执行，动作执行完成后，微处理模块关闭动作指令，继续循环步骤1至3。

步骤 5，当检测到电源模块断电，由电容E1继续向微处理器模块供电，当检测到电容E3的电压降低至V7后，微处理器模块发出动作指令，使电容E3与动作执行模块的直流励磁线圈相通，动作开始执行，直至动作执行完成，V7为预设定值，可灵活调整具体数值。

步骤 6，当电源模块恢复通电后，循环执行步骤1至5，直到操作完成。

需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种节能型防火门电动闭门器控制电路，其特征在于，所述电路包括电源模块、微处理器模块、控制模块、储能模块、复位模块和动作执行模块，其中：

电源模块分别与微处理器模块和储能模块连接提供电源，储能模块、控制模块、复位模块分别与微处理器模块连接，控制模块分别与储能模块、动作执行模块连接，动作执行模块还与储能模块连接，电源模块通过防火门监控模块与直流电源连接，防火门监控模块还与复位模块连接。

2.根据权利要求1所述的节能型防火门电动闭门器控制电路，其特征在于，所述电源模块包括电源回路和设在该电源回路上的整流电路、低功耗稳压器和滤波电路，整流电路的输入端经开关K1与直流电源连接，直流电源由防火门监控模块控制开关K1通断，整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4，整流电路的输出端串联有二极管D5，直流电源经整流电路的整流和二极管D5的隔离后与控制模块连接，滤波电路共设有两个，分别设在低功耗稳压器两侧，低功耗稳压器的输出端与微处理器模块连接，其中一个滤波电路包括并联连接的电容E1和电容C1，另外一个滤波电路包括并联连接的电容E2和电容C2。

3.根据权利要求2所述的节能型防火门电动闭门器控制电路，其特征在于，所述微处理器模块包括处理芯片，该处理芯片具有电源输入端AN1、电源输入端AN2、控制输出端DO1和控制输出端DO2，电源输入端AN1通过串联连接的电阻R10和电阻R11与直流电源连接，电源输入端AN2通过串联连接的电阻R12和电阻R13与储能模块连接，处理芯片通过控制输出端DO1和控制输出端DO2与控制模块连接，处理芯片还通过MCLR端口与复位模块连接。

4.根据权利要求3所述的节能型防火门电动闭门器控制电路，其特征在于，所述储能模块包括电容E3，控制模块包括依次串联连接在控制输出端DO1和控制输出端DO2之间的电阻R4、电阻R5、电阻R7和电阻R6，电阻R4连接有PNP型三极管Q2，三极管Q2的发射极连接有并联排布的电阻R1和电阻R2，电阻R2连接有PNP型三极管Q1，三极管Q1的发射极与电阻R1连接并接电源，三极管Q1的集电极经电阻R3与NPN型三极管Q3连接，三极管Q3的基极连接在电阻R4和电阻R5之间的线路上，三极管Q3的发射极与电容E3一端连接，电容E3的另一端分别与三极管Q2的集电极、场效应管Q5连接，场效应管Q5与执行模块连接，场效应管的G极与S极之间装接有电阻R9，场效应管的G极还通过电阻R8与NPN型三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的发射极连接在电阻R5和电阻R7间的线路上，三极管Q4的基极连接在电阻R7和电阻R6间的线路上。

5.根据权利要求4所述的节能型防火门电动闭门器控制电路，其特征在于，所述复位模块包括相连接的点按轻触开关SW1和光耦合器，点按轻触开关SW1与微处理器模块连接，光耦合器经电阻R15、开关K2与直流电源连接，电阻R15还并联连接有二极管D7和电阻R16。

6.根据权利要求5所述的节能型防火门电动闭门器控制电路，其特征在于，所述动作执行模块包括框架、缠绕在框架上的直流励磁线圈、滑杆、静磁铁和弹簧，弹簧与静磁铁装接且设在框架内，滑杆活动插装于框架内且与弹簧连接，直流励磁线圈一端与负极连接、另一端与场效应管Q5的D极连接。

7.根据权利要求6所述的节能型防火门电动闭门器控制电路，其特征在于，所述微处理器模块中的处理芯片选用采用了nanoWatt XLP 的超低功耗管理的PIC16LF1824类型芯片，低功耗稳压器选用低功耗HT7533-1器件。

8.一种根据权利要求7所述的节能型防火门电动闭门器控制方法，包括以下步骤：

步骤1，连续采集 n个周期的电源模块的电压数据, 然后对采集的电压数据进行滑动平均处理，得出电压V1，n为预设定值；

步骤 2，连续采集m个周期的储能模块的电压数据，然后对采集的电压数据进行滑动平均处理，得出电压V2，m为预设定值；

步骤 3，当V1>V0时且V2<V5时，微处理器模块发送信号给控制模块，控制模块使储能模块中的电容E3充电，当检测到储能模块电容E3的电压V2>V6时，停止充电，其中电压V0、电压V5、电压V6为预设定值；

步骤 4，当检测到有复位信号时，微处器模块发出动作指令，使储能模块的电容E3与动作执行模块的直流励磁线圈相通，动作开始执行，动作执行完成后，微处理模块关闭动作指令，继续循环步骤1至3；

步骤 5，当检测到电源模块断电，由电容E1继续向微处理器模块供电，当检测到电容E3的电压降低至V7后，微处理器模块发出动作指令，使电容E3与动作执行模块的直流励磁线圈相通，动作开始执行，直至动作执行完成，V7为预设定值；

步骤 6，当电源模块恢复通电后，循环执行步骤1至5，直到操作完成。