一种用于防火门监控的电动闭门器及监控方法与流程

1.本发明涉及安防领域，尤其是一种用于防火门监控的电动闭门器及监控方法。


背景技术：

2.用于防火门监控的电动闭门器，是防火门监控系统中一个重要的独立构件，通常由联动滑槽、连杆、液压装置三部分组成，其中联动滑槽和液压装置通过连杆连接，控制联动滑槽上的限位部分来实现防火门开门到位锁定、自动关门；正常待机状态下维持防火门处于打开锁定位置，出现火灾事故时，通过系统控制或者关闭电源触发防火门电动闭门器产生动作，从而使防火门关闭，达到隔离火源、防止火、烟蔓延的目的。
3.现如今常开式防火门电动闭门器主要实现防火门开门到设定位置状态监视，并同时锁定门位置，系统控制或者断电触发自动关门，关门到完全闭合状态监视，防火门开、关门未到设定位置时的状态监视，均为通过内置的机械定位、探测机构和逻辑电路来实现防火门电动闭门器与系统的通讯、监控，保持产品正常使用。然而现有的防火门电动闭门器存在有以下问题或不足：
4.(1)利用电磁铁持续保持吸合力做限位机构开关原理的防火门电动闭门器，防火门开门状态定位和监视，需要持续提供较大电流，功耗大的因数导致整个防火门监控系统适配电源要求高，从而带来项目工程造价高；而且易受外界不明原因的强制关门损坏内部结构零件。
5.(2)利用电磁铁抽动脱扣做限位机构开关原理的防火门电动闭门器，防火门开门状态定位和监视时不需要较大电流来维持，功耗能做到很低，有效降低工程项目的造价，但关门后再开启，需要先进行手动复位限位机构，才能再次定位门开启到位时的位置，不能实现再开门无需干预即可定位，也易受外界不明原因的强制关门损坏内部结构零件；而且，最关键点是无措施提前预判电路是否失效，当电路失效时，系统控制或者断电不能促使闭门器关门，有严重安全隐患。


技术实现要素：

6.针对现有的不足，本发明提供一种用于防火门监控的电动闭门器及监控方法。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于防火门监控的电动闭门器，包括联动滑槽、液压装置，所述液压装置通过连杆驱动联动滑槽进行动作，所述联动滑槽包括滑槽、设置在滑槽内的推拉式电磁铁、与连杆固定连接的滑块、设置在电磁铁和滑块之间的限位机构、与电磁铁电性连接的控制线路板、安装限位机构的安装支架，所述限位机构的一端与滑块传动连接，另一端与电磁铁相枢接；所述滑块相对于电磁铁的远端设置有凸起，所述凸起对应于电磁铁的端面是向远离电磁铁方向延伸的斜面；所述限位机构上设置有能与凸起相卡合的卡槽；所述控制线路板上设置有mcu单元、连接在mcu单元上的电源电路、二总线通讯电路、开门关门检测电路、充电电流控制电路、电磁铁驱动控制电路、指示灯状态显示电路、总线断电电容电压检测电路。
8.作为优选，所述限位机构包括第一连接件、一端与第一连接件相枢接另一端与电磁铁相枢接的第二连接件、复位弹簧，所述卡槽设置在第一连接件上，所述第二连接件与电磁铁的衔铁相枢接，所述复位弹簧的一端连接在限位支架上、另一端连接在第一连接件或第二连接件上。
9.作为优选，所述控制线路板包括主板、与主板电性连接的端子板和按钮板，所述mcu单元、电源电路、二总线通讯电路、开门关门检测电路、充电电流控制电路、电磁铁驱动控制电路、指示灯状态显示电路、总线断电电容电压检测电路均设置在主板上，所述端子板上设置有接线端子、压敏电阻、关门按钮、状态指示灯；所述按钮板上设置有开关门检测开关。
10.一种用于防火门监控的电动闭门器的监控方法，使用如前任一项所述的电动闭门器，其步骤如下：
11.s1，初始化电动闭门器并进行参数设置；
12.s2，获取总线地址；
13.s3,依次进行二总线通讯检测、指示灯状态显示检测、开门关门状态检测、总线断电电容电压检测、电磁铁驱动控制，并在检测到非正常状况时进行报警。
14.作为优选，所述步骤s1依次进行如下步骤来完成初始化和参数设置，
15.s1a，i/o初始化；
16.s1b，系统时钟的参数校准；
17.s1c，系统、wdt、t0、t1时钟初始化；
18.s1d，通用寄存器的初始化；
19.s1e，中断使能设置；
20.s1f，设备类型、变量初始赋值；
21.s1g，电容充电控制输出；
22.s1h，使能欠压检测、wdt计时。
23.作为优选，所述二总线通讯检测包括对总线起始码、数据位中循环等待电平变化的判断，并在判断中进行定时器t0溢出判断；当总线低电平计时超4ms则判断为存在总线掉线，总线高电平计时超80ms则判断为电源供电；并在判断总线帧起始码接收超时后跳过该帧总线跳转到总线断电电容电压检测进行采样，并通过总线断电电容电压检测采样数据判断是否存在总线断电来实现断电关门。
24.作为优选，所述指示灯状态显示检测包括判断指示灯显示是否正常的检测，并根据指示灯闪烁次数传输相应的检测信息至mcu单元。
25.作为优选，所述总线断电电容电压检测包括对adc采样、输入电压范围、电容短断路、电磁铁断路的检测，在电容电压检测中通过判断电容充满电时的电压值来判断总线输入电压范围，当总线高电平电压低于16v时则报总线电压偏低故障，当电磁铁动作前后的电容电压变化超过3v时判断电磁铁断路故障，通过电容恒流充电的充电时间以及充电电压/充电时间的范围来判断电容是否存在故障。
26.作为优选，对电容电压的判断是实时的判断，在判断中对电容电压ad值不进行滤行处理，并以ad值的高8位数值作为恒流充电的条件判断，ad值的低8位数值作为充满电的条件判断，电容充电先保持恒定电流充电，电容电压升高后由恒流充电过渡为饱和充电，待
电容充电结束后会进行电磁铁断路故障和电容容量故障检测。
27.作为优选，所述电磁铁驱动控制包括依据总线掉电与否进行的动作、电磁铁关门是否到位的检测及处理；在总线掉电时，进行电容电压使能的检测，在使能正常情况下启动电磁铁关门，在总线非掉电状态，远程控制电磁铁关门；在电磁铁关门不到位时返回对总线掉电的检测。
28.本发明的有益效果在于：该发明利用各电路进行巡回检测，方便产品功能使用，持续检测产品状态，并在产品有部件失效时及时告警用户，达到规避产品失效风险，具备功耗低、开门定位方便、外力强行关门不损伤设备，多种智能检测措施保障产品运行安全。
附图说明
29.图1是本发明实施例的分解结构示意图；
30.图2是本发明实施例的结构示意图；
31.图3是本发明实施例开门状态限位机构和滑块之间的结构示意图；
32.图4是本发明实施例闭门状态限位机构和滑块之间的结构示意图；
33.图5是本发明实施例控制线路板原理结构框图；
34.图6是本发明实施例的原理结构框图；
35.图7是本发明实施例主板和端子板、按钮板的结构原理框图；
36.图8是本发明实施例电源控制电路图；
37.图9是本发明实施例电磁铁驱动控制电路图；
38.图10是本发明实施例初始化电动闭门器的流程示意图；
39.图11是本发明实施例获取总线地址的流程示意图；
40.图12是本发明实施例总线断电电容电压检测流程示意图；
41.图中零部件名称及序号：1-联动滑槽10-滑槽11-安装支架2-液压装置3-连杆4-电磁铁5-滑块50-凸起6-限位机构60-卡槽61-第一连接件62-第二连接件63-复位弹簧7-控制线路板。
具体实施方式
42.为了更清楚地说明本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。此外，本发明中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等，仅是参考附加图示的方向，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本发明，而不是指示或暗指本发明必须具有的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
43.本发明实施例如图1至图12中所示，一种用于防火门监控的电动闭门器及监控方法，包括联动滑槽1、液压装置2，所述液压装置2通过连杆3驱动联动滑槽1进行动作，所述联动滑槽1包括滑槽10、设置在滑槽10内的推拉式电磁铁4、与连杆3固定连接的滑块5、设置在电磁铁4和滑块5之间的限位机构6、与电磁铁4电性连接的控制线路板7、安装限位机构6的安装支架11，滑块5的部分裸露在滑槽10外与连杆3相连接，安装支架也处于滑槽10内，限位
机构6通过安装支架11安装在滑槽10内，所述限位机构6的一端与滑块5传动连接，另一端与电磁铁4相枢接；所述滑块5相对于电磁铁4的远端设置有凸起50，所述凸起50对应于电磁铁4的端面是向远离电磁铁4方向延伸的斜面；所述限位机构6上设置有能与凸起50相卡合的卡槽60，联动滑槽1内的限位机构6在遇到外加强关门力时，限位机构6通过杠杆传输原理，将力稀释传输到电磁铁4中心轴上，使其克服内置的永磁铁的磁吸力，往左位移退让出限位机构6转动所需的空间，使得限位机构6与滑块5接触部分翘起，滑块5失去阻挡松脱，从而让防火门顺利关闭，斜面则便于了限位机构6在凸起50上的滑动，进而实现与卡槽60的卡合或脱离卡合，此时限位机构6包括第一连接件61、一端与第一连接件61相枢接另一端与电磁铁4相枢接的第二连接件62、复位弹簧63，所述卡槽60设置在第一连接件61上，所述第二连接件62与电磁铁4的衔铁相枢接，所述复位弹簧63的一端连接在安装支架11上、另一端连接在第一连接件61或第二连接件62上，同时第一连接件61枢接在安装支架11上，这样两个连接件就能在联动滑槽1内转动，构成杠杆结构，实现对力的稀释；所述控制线路板7上设置有mcu单元、连接在mcu单元上的电源电路、二总线通讯电路、开门关门检测电路、充电电流控制电路、电磁铁驱动控制电路、指示灯状态显示电路、总线断电电容电压检测电路，mcu单元提前烧录有对各电路进行操控的程序，用来接收并处理各电路以及功能部件传输的信息，进而对各电路进行相应的操控，其它的各电路则采用具有相应功能的电路即可，此时所述控制线路板7包括主板、与主板电性连接的端子板和按钮板，所述mcu单元、电源电路、二总线通讯电路、开门关门检测电路、充电电流控制电路、电磁铁驱动控制电路、指示灯状态显示电路、总线断电电容电压检测电路均设置在主板上，所述端子板上设置有接线端子、压敏电阻、关门按钮、状态指示灯；所述按钮板上设置有开关门检测开关，端子板与主板、主板与按钮板都是通过排线端子连接，另外，推拉式电磁铁4和开关门检测开关通过排线端子连接到主板中，端子板由接线端子、压敏电阻、关门按钮、状态指示灯等组成，主要实现接线安装功能；主板由电源电路、二总线通讯电路、开门关门检测电路、充电电流控制电路、电磁铁驱动控制电路以及mcu等组成，主要实现二总线通讯、开关门状态检测、远程控制关门、断电关门、手动关门、指示灯状态显示等功能；按钮板仅含开关门检测开关，通过焊接引线方式与主板连接。
44.一种用于防火门监控的电动闭门器的监控方法，如图1至图12中所示，使用如前任一项所述的电动闭门器，其步骤如下：
45.s1，初始化电动闭门器并进行参数设置，该步骤中就依次进行：
46.s1a，i/o初始化；
47.s1b，系统时钟的参数校准；
48.s1c，系统、wdt、t0、t1时钟初始化；
49.s1d，通用寄存器的初始化；
50.s1e，中断使能设置；
51.s1f，设备类型、变量初始赋值；
52.s1g，电容充电控制输出；
53.s1h，使能欠压检测、wdt计时；
54.经过上述步骤后，就进行总线地址的获取，也就是通过读取e2获取本地址；
55.s2，获取总线地址，通过对总线的解码、回码获得；
56.s3,依次进行二总线通讯检测、指示灯状态显示检测、开门关门状态检测、总线断电电容电压检测、电磁铁驱动控制，并在检测到非正常状况时进行报警。
57.其中二总线通讯检测包括对总线起始码、数据位中循环等待电平变化的判断，并在判断中进行定时器t0溢出判断；当总线低电平计时超4ms则判断为存在总线掉线，总线高电平计时超80ms则判断为电源供电；并在判断总线帧起始码接收超时后跳过该帧总线跳转到总线断电电容电压检测进行采样，并通过总线断电电容电压检测采样数据判断是否存在总线断电来实现断电关门，避免总线断电时无法控制电磁铁实现关门功能；
58.指示灯状态显示检测包括判断指示灯显示是否正常的检测，并根据指示灯闪烁次数传输相应的检测信息至mcu单元，如在接收2.5ms高电平后启动命令，若命令启动不正常，则检测指示灯是否亮灯，若亮灯则检测在延时8ms后是否灭灯，若命令正常启动、没有亮灯、延时8ms后灭灯就进行总线起始码的接收判断，在其它情况就返回信息至mcu单元，通过mcu单元进行相应的预警；
59.开门关门状态检测则对门所处的状态进行检测，并将检测到的不同状态的信息传输至mcu单元，通过mcu单元来进行相应的操控,检测过程中分别对开门和闭门ad采样，在判断开门或闭门状态时分别以当前的采样值和上一次采样值的一半来进行判断，并将开门或闭门是否是正常的开门和闭门状态以及故障状态下的开门和闭门的信息予以上报；
60.总线断电电容电压检测包括对adc采样、输入电压范围、电容短断路、电磁铁断路的检测，在电容电压检测中通过判断电容充满电时的电压值来判断总线输入电压范围，当总线高电平电压低于16v时则报总线电压偏低故障，当电磁铁动作前后的电容电压变化超过3v时判断电磁铁断路故障，通过电容恒流充电的充电时间以及充电电压/充电时间的范围来判断电容是否存在故障；此时对电容电压的判断是实时的判断，在判断中对电容电压ad值不进行滤行处理，并以ad值的高8位数值作为恒流充电的条件判断，ad值的低8位数值作为充满电的条件判断，电容充电先保持恒定电流充电，电容电压升高后由恒流充电过渡为饱和充电，待电容充电结束后会进行电磁铁断路故障和电容容量故障检测。如以充电电流2ma作为恒流充电结束判断条件，此时ad值的变化量为
△
＝
△
u*255/3.3＝((2ma*100ms*150kω)/((1.5mω+150kω)*1000uf))*255/3.3＝1.4故当前后两次采样值相差小于等于1时判断恒流充电结束。恒流充电结束后会进行电磁铁断路故障和电容容量故障判断。电磁铁断路故障通过电容恒流充电前后电压变化值来判断，
△
u＝(i*t)/c＝(0.3a*10ms)/1200uf＝2.5v，每次电磁铁动作至少会导致电容端电压隆低2.5v,实际控制电磁铁动作导通时间约为100ms，电容端电压压降达6v以上，闭门器中则以3v压降为“电磁铁断路故障”的判断条件。电容容量故障就通过电容恒流充电的充电时间以及充电电压/充电时间的范围来判断，当电容处于断路时，充电时间短且充电电压/充电时间比值大；当电容容量随着使用寿命变小时，充电电压/充电时间比值也随之增大，取470uf为1000uf电容的容量故障范围
△
u/n＝(i*t0)/c＝((8ma*100ms*150kω)/((1.5mω+150kω)*470uf))*255/3.3＝11.96，取12(充电电压/充电时间比值)为电容容量故障的判断条件电容结束恒流充电进行饱和充电后，电压电压变化量比较小，故取3s间隔前后电压的变化量作为电容充满电的判断条件，当3s前后电压变化值为0时则认为此时电容已充满电，然后对满电电压范围进行判断。
61.进一步的改进，如图5至图12中所示，所述电磁铁驱动控制包括依据总线掉电与否
进行的动作、电磁铁关门是否到位的检测及处理；在总线掉电时，进行电容电压使能的检测，在使能正常情况下启动电磁铁关门，在总线非掉电状态，远程控制电磁铁关门；在电磁铁关门不到位时返回对总线掉电的检测，由于闭门器断电时会控制关门，故闭门器上电默认为关门状态，初次上电复位后当检测到开门到位时会控制电磁铁开门动作，而总线软件复位或wdt复位后当检测到开门到位时不会再次控制电磁铁开门动作，避免系统复位后导致终端同时动作充电。
62.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。