基于PIC16F630单片机的消防卷闸门控制

燕哲　王林

摘要：火灾作为我们日常生活中非常容易发生的安全事故，一旦发生就会为人们造成非常大的损失，消防卷闸门作为防范火灾的一个重要设备，已经被广泛的应用在我们的生活中，但是目前市场上一些消防卷闸门并不能很好的满足人们的防火需求。该项目主要描述基于PIC16F630单片机消防卷闸门的控制，详细分析了卷闸门的控制过程，结合电路特点讲述子电路功能及调试方法，在现场实践中具有指导作用。

关键词：消防卷闸 控制 PIC16F630单片机 调试

中图分类号：TP36 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）11-0015-02

基于PIC16F630单片机的消防卷闸门是在正反转电机的基础上，集通讯、远传、报警、相序检测于一体的消防终端设备，是消防系统中的重要执行单元。除就地实现升降停的功能外，还能实现远动一次信号（烟感探头）和二次信号（温感探头）控制。

一次信号（烟感探头）含义：中断所有的升降停动作、发中断停止信号、声光事故报警、卷闸门下降到中位；二次信号（温感探头）含义：中断所有的升降停动作、立即发出卷闸门下降信号、声光事故报警、在中位等待一定时间后下降到底。

1 项目功能介绍

当火灾发生时，首先烟感探头动作，消防控制中心收到烟感信号，启动消防控制中心主机声光报警，同时主机向相关的卷闸门发一次控制信号，卷闸门下降并声光报警。当卷闸门下降到距离地面2米（单片机调节）位置停止。若火灾继续温感探头启动，消防控制中心主机向卷闸门发二次控制信号，卷闸门在距离地面1.2米（单片机调节）位置停止，此时人员疏散，等待120-180秒（单片机调节）后继续下降到底，向控制中心发下限位信号。

2 项目电路设计

该项目由消防中心主机、通讯控制模块、烟温感信号和卷闸门控制板组成。本文主要讲述卷闸门控制板（主机和通讯模块略），卷闸门控制板由电源、控制比较、单片机、远动信号、驱动电路、相序检测、声光指示、接口输入和接口输出电路组成，见图1。

2.1 单片机电路

PIC16F630为14引脚闪存8位单片机，工作电压为5V。该单片机采用内部时钟频率，外围元件少，电路简洁高效，有标准I/O口RC0-RC5，比较器输入输出、复用RA0输出时钟脉冲供74LS273锁存器使用。单片机接口如表1。

2.2 驱动电路

如图2，24V继电器控制由ULN2003驱动器实现，ULN2003为6输入/输出锁存器，输入高电平有效。ULN2003是高耐压、大电流达林顿阵列，可直接驱动继电器负载。输入5VTTL电平，输出可达500mA。在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路直接相连，可以直接处理缓冲器来的数据。

2.3 正反转互锁电路

图2中，若正转信号发出后，OP23④高电平通过D28加到U2的③，同时OP23④高电平通过D13锁住U2的，确保J3、J4继电器不带电，防止电源短路。同理若反转信号发出后，OP22④高电平通过D20加到U2的③，同时OP22④高电平通过D14锁住U2的也为高电平，确保J3、J4继电器不带电。

2.4 相序检测控制

如图3，进线相序为正相序（ABC）在R30上无电压，光耦OP5不动作，能够实现正常操作；若逆相序则在R30上产生电压使OP5的①、②导通，光耦OP5的③、④脚相通，相序检测信号进单片机PIC16F630，造成8位锁存器74LS273脉冲端复位，使正反向控制继电器（J1、J2、J3、J4）失电，保证了操作的安全；另一方面，由单片机输出持续报警信号，蜂鸣器发声。

2.5 接口输入电路

如图4，K2、K3为上限位、下限位行程开关，由电机减速轴旋转控制。调试时根据上下限位实际状态细调行程。K4、K5、K6对应下降、停止、上升按键，固定在墙壁1.2米墙面内。

2.6 接口输出电路

如图5，继电器输出接点并联阻容保护。电容取100nf（250V），电阻100欧姆（1W）。J9为抱闸线圈，在电动机尾部的制动盒内，直流驱动。

2.7 远动信号电路

部分电路如图6，OP33输出控制电子锁驱动，J7发出“门位中停”信号，J5发出“门位下限位”接点远传，J8无源报警接点，都可供消防中心使用。消防控制中心发信号到控制通讯模块，再发出信号（一次和二次）到卷闸门控制板；卷闸门到位后，单片机发远动信号到通讯控制模块，再传至消防中心主机。

3 单片机软件实现

主程序流程图如图7，“中停时间”和“中停位置”程序进中断函数，“火灾检测”是检测有无消防一、二次信号，“上升”和“下降”直接输出驱动信号。火灾信号结束后，卷闸门上升到“上限位”状态，为下一次火灾检测做准备。相序检测异常时持续报警，不执行后续程序，只有将电源进线换向才能解除。

4 通电试车及注意事项

主板经过模拟调试后，可以通380V交流电，接入UVW输出线，实现正常操作和消防信号控制及报警。电机不发热，启停阻力和噪音正常，门限行程开关调整到位。相序检验电路正常。注意事项如下：用万用表检测输入输出回路，排除短路和断路故障；“上限位”和“下限位”接点为常闭型，只有到达位置后才打开，防止电机不停造成的损坏；长期供电的电源应采用开关电源供电方式，传统的变压器供电应进行改造；24伏和5V电源系统分开，防止供电干扰和不稳定。

5 结语

基于PIC16F630单片机的消防卷闸门设计以实际工程为载体，项目设计简单有效，成本较低，经验证后稳定性能也非常好，能够广泛应用在消防卷闸门中。

参考文献

[1]张齐.朱宁西.单片机应用系统设计技术[M].北京：电子工业出版社，2013.

[2]程国纲.案例解说单片机C语言开发[M].北京：电子工业出版社，2013.

[3]江河.PIC16系列单片机C程序设计与PROTEUS仿真[M].北京：北京航空航天大学出版社，2010.