專利名稱：一種快加熱烙鐵時間控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種扎把機中的快加熱烙鐵，具體說是金融設(shè)備中使用的快加熱烙鐵時間控制裝置。
背景技術(shù)：
我國銀行系統(tǒng)對100張紙幣的整理保管方式，主要采用自動扎把機進行扎把成捆，目前扎把機普遍采用無需預(yù)熱的快加熱烙鐵，粘切質(zhì)量影響紙幣的扎把效果，如采用變壓器控制快加熱烙鐵，其溫度會隨著市電電源電壓變化而變換，過去是通過人工，根據(jù)粘切效果去調(diào)整加熱檔位，第一、操作麻煩，因市電電源電壓是波動的，有些地區(qū)電壓波動很大，這樣就需操作者經(jīng)常根據(jù)粘切效果去調(diào)整加熱檔位；第二、造成扎把帶的浪費，工作效率的下降；第三、扎把粘切質(zhì)量的不穩(wěn)定會導致粘切不牢。如單純采用開關(guān)電源控制快加熱烙鐵，可以解決市電變化對快加熱溫度的影響，但存在以下問題第一、開關(guān)電源內(nèi)部電路轉(zhuǎn)·換，開關(guān)電源輸入控制時間轉(zhuǎn)換到輸出工作時間不可能完全一致，并且每次轉(zhuǎn)換差異還不可能完全相同，造成每次快加熱烙鐵實際的加熱時間的不同，影響最終的粘切效果的不穩(wěn)定；第二、開關(guān)電源如異常損壞，快加熱烙鐵有可能處于長時間的加熱工作狀態(tài)，烙鐵加熱溫度接近300度，遠遠高于紙帶的可燃點；第三、電子產(chǎn)品日新月異，空間存在著大量的電場，用單片機控制快加熱變壓器或開關(guān)電源都存在單片機工作異常的可能，這樣單片機就會發(fā)出錯誤的指令，快加熱烙鐵的會錯誤的執(zhí)行工作，就會造成火災(zāi)等嚴重后果。本實用新型在滿足銀行系統(tǒng)對紙幣扎把的規(guī)范要求的同時，更重要的是能為銀行系統(tǒng)提供一款安全、可靠、穩(wěn)定的扎把機產(chǎn)品。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的扎把機對扎把帶粘切控制效果差的不足之處，及使用中產(chǎn)生的安全隱患，本實用新型要解決的技術(shù)問題在于提供一種不隨電壓變化，能保證扎把帶粘切質(zhì)量及安全可靠的快加熱烙鐵時間控制裝置。本實用新型為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是一種快加熱烙鐵時間控制裝置，包括單片機用于對快加熱烙鐵進行取樣時間的閉環(huán)控制和反饋時間的超時控制；接收信號取樣電路的取樣時間信號；電源控制電路用于防止反饋時間超時；接收單片機發(fā)出的超時控制信號；輸出異常控制信號至開關(guān)電源；信號控制電路用于防止單片機輸出異常信號；接收單片機發(fā)出的時間控制信號；輸出開關(guān)控制信號至開關(guān)電源；信號取樣電路對開關(guān)電源輸出給快加熱烙鐵的工作信號進行電壓取樣，并轉(zhuǎn)換成取樣時間信號反饋至單片機。所述電源控制電路具有交流光電耦合器；交流光電耦合器的輸入正負端都通過電阻與單片機電源相連接，交流光電耦合器的輸入負端與單片機的一個輸出引腳相連接；交流光電耦合器的一個輸出端與市電的相線連接，另一個輸出端與開關(guān)電源輸入端連接；單片機的超時控制信號經(jīng)交流光電耦合器輸入端的電阻限流后 ，由交流光電耦合器進行光電隔離輸出。所述信號控制電路具有三極管和單穩(wěn)態(tài)電路；三極管的發(fā)射極接地；單片機發(fā)出的時間控制信號輸入至三極管基極，經(jīng)三極管反相后從集電極輸出至單穩(wěn)態(tài)電路的讀引腳，單穩(wěn)態(tài)電路通過電源引腳外接的電阻和電容引腳外接的電容確定最大輸出時間，并將時間控制信號的時間與最大輸出時間相比較，將比較結(jié)果的開關(guān)控制信號由單穩(wěn)態(tài)電路輸出至開關(guān)電源的控制端。所述最大輸出時間Tw=O. 7CR，其中，C為單穩(wěn)態(tài)電路電容引腳外接的電容值，R為單穩(wěn)態(tài)電路通過電源引腳外接的電阻值。所述信號取樣電路具有光電稱合器；開關(guān)電源輸出端的正端與光電稱合器的輸入端的正端通過電阻相接，開關(guān)電源輸出端的負端與光電耦合器的輸入端的負端相接；快加熱烙鐵的取樣電壓經(jīng)光電耦合器轉(zhuǎn)換為單片機可識別的取樣時間信號，反饋至單片機的I/O引腳。本實用新型具有以下有益效果及優(yōu)點I.電壓適應(yīng)范圍寬采用開關(guān)電源供電，解決了變壓器輸出隨市電波動，最終影響粘切效果的問題2.信號穩(wěn)定增加快加熱取樣電路，解決了開關(guān)電源輸入控制時間轉(zhuǎn)換到輸出工作時間不可能完全一致的問題，在單片機軟件中彌補轉(zhuǎn)換時間的差異，保證輸出時間的恒定，進而保證快加熱的粘切效果。3.安全性能的防護以單片機為核心，對于信號控制電路，避免了在單片機錯誤輸出信號的情況下后續(xù)負載異常工作，采用電源控制電路和快加熱信號取樣電路相結(jié)合，通過取樣信號判斷，解決了開關(guān)電源損壞時快加熱烙鐵異常工作的問題，避免了火災(zāi)隱患。

圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為單片機的引腳圖；圖3為電源控制電路；圖4為信號控制電路；圖5為快加熱信號取樣電路。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。本實用新型快加熱烙鐵時間控制裝置，由控制電路中的單片機Ul (本例采用C8051F120)為核心，通過信號控制電路控制快加熱時間，信號取樣電路取樣，對比輸入輸出工作時間，維持烙鐵溫度恒定，在異常情況下通過電源控制電路關(guān)斷快加熱電源。信號控制電路實現(xiàn)了單片機異常情況的防護。如圖I 5所示，本實用新型是以單片機Ul為核心，根據(jù)扎把機快加熱烙鐵工作時序要求，首先進入初始狀態(tài)，即電源控制電路和信號控制電路同時發(fā)出控制信號，通過開關(guān)電源內(nèi)部轉(zhuǎn)換電路輸出工作電壓到快加熱烙鐵上，經(jīng)快加熱信號取樣電路取樣后反饋給單片機，單片機進入工作狀態(tài)，對比發(fā)出的信號(即時間控制信號)與取樣時間信號，如發(fā)出Is信號，而取樣時間是O. 8s，單片機就會再發(fā)出O. 2s信號進行損耗補償，完成一次正常的加熱控制。程序設(shè)定取樣時間如大于發(fā)出信號時間O. Is,如例中取樣時間大于I. Is,單片機通過電源控制電路關(guān)斷開關(guān)電源市電的供給。信號控制電路中的單穩(wěn)態(tài)芯片，用來預(yù)防單片機異常情況，如單片機按照規(guī)定時間發(fā)出高電平，單穩(wěn)態(tài)電路輸出低電平，快加熱烙鐵得到信號正常工作，如單片機發(fā)出信號超過安全設(shè)定值，單穩(wěn)態(tài)電路就起到防護作用，本實用新型設(shè)定保護時間(即最大輸出時間)是Is左右，是根據(jù)不同類型紙帶的熔點決定的，在單片機發(fā)出信號波形的上升沿開始計算，下降沿清除。具體時間是由圖4中電阻 R26和電阻C65計算得出，公式如下Tw=0. 7CR。如圖I所示，本實用新型包括單片機(是控制核心，用于對快加熱烙鐵進行取樣時間的閉環(huán)控制和反饋時間的超時控制)、電源控制電路(通過交流光電耦合器控制開關(guān)電源市電電源的開和關(guān))、信號控制電路(單片機發(fā)出的時間控制信號通過單穩(wěn)態(tài)電路防護，處理單片機發(fā)出的快加熱控制信號的異常)、信號取樣電路(對快加熱烙鐵工作信號進行電壓取樣，通過光電耦合器進行電壓轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換可識別的電壓給單片機)。如圖2所示，本實施例使用單片機的通用I/O引腳68，69，70分別與電源控制電路的光電耦合器輸入端、信號控制電路的三極管輸入端、快加熱信號取樣電路的光電耦合器輸出端相連接。單片機對比發(fā)出的快加熱控制時間(即時間控制信號)和取樣時間(即轉(zhuǎn)換后的取樣時間信號)；如果快加熱控制時間大于取樣時間，二者的差值(補償時間)作為補償由單片機輸出，經(jīng)信號控制電路控制開關(guān)電源的控制端繼續(xù)對快加熱烙鐵加熱，直至補償時間結(jié)束。如單片機因故障發(fā)送的快加熱控制時間(即時間控制信號)大于單穩(wěn)態(tài)電路設(shè)定的最大輸出時間，則由單穩(wěn)態(tài)電路控制斷開開關(guān)電源的控制端。如果快加熱控制時間小于取樣時間，單片機發(fā)出超時控制信號，經(jīng)電源控制電路關(guān)斷開關(guān)電源的輸入端市電輸入，使快加熱恪鐵斷電。如圖3所示，電源控制電路，其工作原理如下，以單片機Ul為核心，根據(jù)扎把機時序要求發(fā)出控制指令，交流光電耦合器U16通過電阻R131限流，控制開關(guān)電源的輸入端市電輸入的一根相線。如圖4所示，信號控制電路，以單片機Ul控制和單穩(wěn)態(tài)電路U17 (采用74HC221)為核心，根據(jù)扎把機快加熱時序要求發(fā)出控制指令，三極管T3 (采用2SD1623)反相后給單穩(wěn)態(tài)電路U17, U17通過內(nèi)部信號處理,通過P15 (插座)傳給開關(guān)電源控制端,實現(xiàn)快加熱控制。其中單穩(wěn)態(tài)電路U17可以通過電阻R26和電解電容C65確定最大的輸出時間，實現(xiàn)電路硬件保護。如圖5所示，快加熱信號取樣電路，其工作原理如下，在快加熱烙鐵上進行信號取樣，通過插座P10、電阻R6、光電稱合器U14,轉(zhuǎn)換輸入給單片機可識別的電壓。開關(guān)電源其輸入端(優(yōu)選參數(shù))輸入220AC±20%、50Hz 60Hz，控制端(優(yōu)選參數(shù))DC3 5V，輸出端(優(yōu)選參數(shù))DC3. 3V/30A。輸入端用于開關(guān)電源的市電輸入；控制端控制開關(guān)電源的工作時序；輸出端用于在30A范圍內(nèi)提供穩(wěn)定的電壓。
權(quán)利要求1.一種快加熱烙鐵時間控制裝置，其特征在于包括 單片機用于對快加熱烙鐵進行取樣時間的閉環(huán)控制和反饋時間的超時控制；接收信號取樣電路的取樣時間信號； 電源控制電路用于防止反饋時間超時；接收單片機發(fā)出的超時控制信號；輸出異?？刂菩盘栔灵_關(guān)電源； 信號控制電路用于防止單片機輸出異常信號；接收單片機發(fā)出的時間控制信號；輸出開關(guān)控制信號至開關(guān)電源； 信號取樣電路對開關(guān)電源輸出給快加熱烙鐵的工作信號進行電壓取樣，并轉(zhuǎn)換成取樣時間信號反饋至單片機。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種快加熱烙鐵時間控制裝置，其特征在于所述電源控制電路具有交流光電耦合器；交流光電耦合器的輸入正負端都通過電阻與單片機電源相連接，交流光電稱合器的輸入負端與單片機的一個輸出引腳相連接；交流光電稱合器的一個輸出端與市電的相線連接，另一個輸出端與開關(guān)電源輸入端連接；單片機的超時控制信號經(jīng)交流光電耦合器輸入端的電阻限流后，由交流光電耦合器進行光電隔離輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種快加熱烙鐵時間控制裝置，其特征在于所述信號控制電路具有三極管和單穩(wěn)態(tài)電路；三極管的發(fā)射極接地；單片機發(fā)出的時間控制信號輸入至三極管基極，經(jīng)三極管反相后從集電極輸出至單穩(wěn)態(tài)電路的讀引腳，單穩(wěn)態(tài)電路通過電源引腳外接的電阻和電容引腳外接的電容確定最大輸出時間，并將時間控制信號的時間與最大輸出時間相比較，將比較結(jié)果的開關(guān)控制信號由單穩(wěn)態(tài)電路輸出至開關(guān)電源的控制端。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種快加熱烙鐵時間控制裝置，其特征在于所述最大輸出時間Tw=O. 7CR，其中，C為單穩(wěn)態(tài)電路電容引腳外接的電容值，R為單穩(wěn)態(tài)電路通過電源引腳外接的電阻值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種快加熱烙鐵時間控制裝置，其特征在于所述信號取樣電路具有光電稱合器；開關(guān)電源輸出端的正端與光電稱合器的輸入端的正端通過電阻相接，開關(guān)電源輸出端的負端與光電耦合器的輸入端的負端相接；快加熱烙鐵的取樣電壓經(jīng)光電耦合器轉(zhuǎn)換為單片機可識別的取樣時間信號，反饋至單片機的I/O引腳。
專利摘要本實用新型涉及一種快加熱烙鐵時間控制裝置，包括單片機，用于對快加熱烙鐵進行取樣時間的閉環(huán)控制和反饋時間的超時控制；電源控制電路，控制開關(guān)電源開/關(guān)；信號控制電路，用于防止單片機輸出異常信號；信號取樣電路，對開關(guān)電源輸出給快加熱烙鐵的工作信號進行電壓取樣，并轉(zhuǎn)換成取樣時間信號反饋至單片機。本實用新型可以有效保證快加熱烙鐵穩(wěn)定工作，閉環(huán)控制，誤差補償控制精確，工作效率高，減少了捆扎帶的浪費，同時避免了工作中單片機異?；蛘呖旒訜嶝撦d失控引起的危害。
文檔編號G05B19/042GK202758193SQ20122035823
公開日2013年2月27日 申請日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者柳長慶, 柳永詮, 柳偉生, 殷忠, 吳文良, 于淼, 張玉峰 申請人:遼寧聚龍金融設(shè)備股份有限公司