适用于YP13H型装封箱机模盒自动清洁装置的控制系统的制作方法

本技术属于卷烟包装设备控制，具体涉及一种适用于yp13h型装封箱机模盒自动清洁装置的控制系统。

背景技术：

1、yp13h型装封箱机的功能是，将50条成品条包卷烟排列堆码装入专用纸箱中，并用胶带封好。机器运行过程中条包卷烟先整齐堆码在模盒内，然后通过模盒运输至封箱工位进行封箱。模盒内表面与条包卷烟接触，模盒的清洁度会影响到条包卷烟的外观。车间对模盒自动清洗时，为提高磨合自动清洗的可靠性和精度，需要设置及一种支持低电平输入，串口通讯、符合安装尺寸的控制模块，以实现yp13h型装封箱机模盒自动清洁装置的自动控制，由于外购的几款plc的尺寸不支持低电平输入要求，因此，有必要设计一种满足上述要求的控制系统。

技术实现思路

1、本实用新型解决的技术问题：提供一种适用于yp13h型装封箱机模盒自动清洁装置的控制系统，通过将单片机最小系统、安全保护电路、5v电源转换电路、3.3v电源转换电路、pnp型输入电路、npn型输入电路、ch340g串口电路、usb电源保护电路和输出电路集成于符合安装尺寸要求的控制板上，支持低电平输入，串口通讯要求的同时，能更加准确的监测模盒运行的状态，尺寸能够满足安装条件，可运用于其他设备的驱动，具有广泛的通用性。

2、本实用新型采用的技术方案：适用于yp13h型装封箱机模盒自动清洁装置的控制系统，包括设于控制板上的单片机最小系统、安全保护电路、5v电源转换电路、3.3v电源转换电路、pnp型输入电路、npn型输入电路、ch340g串口电路、usb电源保护电路和输出电路；所述安全保护电路的输入端通过电源开关sw1与电源连接，且安全保护电路处理后的24v输出端与usb电源保护电路、5v电源转换电路、npn型输入电路、pnp型输入电路和输出电路电性连接，所述5v电源转换电路将24v电源转换成5v电源后与3.3v电源转换电路连接，所述3.3v电源转换电路与pnp型输入电路、npn型输入电路和输出电路电性连接并为其提供所需电源；所述pnp型输入电路和npn型输入电路的输入端与模盒自动清洁装置的检测元器件的输出端连接，且pnp型输入电路和npn型输入电路的输出端与单片机最小系统的输入端连接，所述输出电路的输入端与单片机最小系统的输出端连接，且输出电路的输出端与模盒自动清洁装置的动作元件连接，所述单片机最小系统与ch340g串口电路连接。

3、其中，所述单片机最小系统采用stm32f103c8t6作为控制芯片u1，其中包括有jtag_5调试电路、复位电路、晶振电路、boot选择电路。

4、进一步地，所述安全保护电路包括芯片u5、防反接保护电路、短路保护电路、浪涌电压吸收电路；

5、所述短路保护电路采用串联在电源开关sw1与浪涌电压吸收电路之间的bsmd1812-200-24v自恢复保险丝f1作为短路保护，所述芯片u5的1管脚与电源开关sw1连接；所述bsmd1812-200-24v自恢复保险丝f1和浪涌电压吸收电路之间并联有相互串接的红色led3和电阻r6，且芯片u5的2管脚与浪涌电压吸收电路连接；

6、所述浪涌电压吸收电路包括smaj28ca双向tvs管d3与100uf电容c14作为输入电源侧浪涌电压吸收电路，所述smaj28ca双向tvs管d3与100uf电容c14并联于bsmd1812-200-24v自恢复保险丝f1和防反接保护电路之间，所述安全保护电路的24v电源输出端连接有并联的smaj28a单相tvs管d2与电容c13作为反接输出后浪涌电压吸收电路；

7、所述防反接保护电路包括nce6020ak n-mos管q1和10v稳压二极管zd1，所述稳压二极管zd1并联于n-mos管q1的g极与s极之间，所述n-mos管q1的g极串接有电阻r2，所述稳压二极管zd1与电阻r3和电容c11并联；所述n-mos管q1的d级与s级之间并联有用于保护n-mos管的电阻r4和电容c12，且电阻r4和电容c12相互串联。

8、进一步地，所述5v电源转换电路包括dcdc开关电源芯片u3，所述dcdc开关电源芯片u3与肖特基二极管d1、功率电感l1和电解电容c1组成了用于24v电源转化为5v电源的dcdc电源电路，所述dcdc电源电路的输入侧并联有用于稳定输入电源的470uf-50v电解电容c3和100uf电容c2，所述dcdc电源电路的输出侧并联有用于稳定输出电源的电容c4和tvs管d4；电阻r1与红色led1组成了5v电源指示灯。

9、进一步地，所述dcdc开关电源芯片u3采用xl1509-5.0e1电源芯片。

10、进一步地，所述3.3v电源转换电路包括电源转换芯片u6，所述电源转换芯片u6的3管脚的第一引线接5v电源，第二引线经电解电容c15接地，所述电源转换芯片u6的2管脚和4管脚的第一引线分别输出3.3v，且电源转换芯片u6的2管脚和4管脚的第二引线分别经电容c17和电解电容c16接地，所述电源转换芯片u6的1管脚接地，串联的电阻r7与红色led4组成了3.3v电源指示灯。

11、进一步地，所述电源转换芯片u6采用ams1117_3.3v电源转换芯片，所述3.3v电源转换电路的最大输出电流为0.5a，其中，串联的电阻r7与红色led4组成3.3v电源指示灯。

12、进一步地，所述pnp型输入电路包括四路结构完全相同并将外部高电平信号转换成单片机最小系统能够识别的电平信号的pnp输入电路，四路所述pnp输入电路通过接线端子cn2与外部输出高电平信号的检测元器件连接；

13、其中一路所述pnp输入电路包括光耦隔离模块u11，电阻r35和电阻r52并联后串接于24v电源与光耦隔离模块u11的1管脚之间，电阻r34和滤波电容c35并联组成的滤波电路并联于光耦隔离模块u11的1管脚和2管脚之间，电阻r36与红色led10串联与输入in4连接并接地，所述单片机最小系统与光耦隔离模块u11的3管脚的第一引线连接，且一端接地的电阻r42与光耦隔离模块u11的3管脚的第二引线连接，所述光耦隔离模块u11的4管脚通过电阻r33与3.3v电源转换电路输出端连接；所述光耦隔离模块u11采用el357n光耦隔离模块。

14、进一步地，所述npn型输入电路包括四路结构完全相同并将外部低电平信号转换成单片机最小系统能够识别的电平信号的npn输入电路，四路所述npn输入电路通过接线端子cn1与外部输出低电平信号的检测元器件连接；

15、其中一路所述npn输入电路包括光耦隔离模块u7，电阻r13串联在24v电源与光耦隔离模块u7的1管脚之间，电阻r14和滤波电容c31并联组成的滤波电路并联于光耦隔离模块u7的1管脚和2管脚之间，电阻r12与红色led6串联在24v电源与输入in0之间，所述光耦隔离模块u7的4管脚通过上拉电阻r15与3.3v电源连接，且光耦隔离模块u7的3管脚的第一引线与单片机最小系统连接，且一端接地的电阻16与光耦隔离模块u7的3管脚的第二引线连接；所述光耦隔离模块u7采用el357n光耦隔离模块。

16、进一步地，所述输出电路包括八路结构完全相同并将单片机最小系统的电平信号放大为24v电平信号的p-mos输出电路，八路所述p-mos输出电路通过接线端子cn3与外部动作元件的驱动电路连接；

17、其中一路所述p-mos输出电路包括光电隔离模块u17，所述光电隔离模块u17的2管脚通过限流电阻r61与单片机最小系统连接，且光电隔离模块u17的1管脚与3.3v电源连接，所述光电隔离模块u17的4管脚与p-mos管q3的g级连接，所述p-mos管q3的s级与24v电源连接，且相互串联的电容c8和电阻r62、稳压二极管zd2以及电阻r58并联于p-mos管q3的g级与24v电源之间，所述光电隔离模块u17的3管脚通过电阻r59接地，所述p-mos管q3的d级通过电阻r56下拉接地，且相互串联的电阻rr60和绿色led16组成的输出显示电路连接于p-mos管q3的d级与电阻r56之间，所述p-mos管q3的d级与输出端子cn3连接，且p-mos管q3的d级与24v电源之间连接有相互串联的电阻r57和电容c9。

18、本实用新型与现有技术相比的优点：

19、1、本技术方案通过将单片机最小系统、安全保护电路、5v电源转换电路、3.3v电源转换电路、pnp型输入电路、npn型输入电路、ch340g串口电路、usb电源保护电路和输出电路集成于符合安装尺寸要求的控制板上，支持低电平输入，串口通讯要求；

20、2、本技术方案采用stm32f103c8t6单片机最小系统为核心控制芯片，各功能电路集成到一块控制板中，能更加准确的监测模盒运行的状态，尺寸能够满足安装条件；

21、3、本技术方案根据模盒自动清洁装置的工作环境，对安全保护电路、5v电源转换电路、3.3v电源转换电路、pnp型输入电路、npn型输入电路和输出电路进行了改进，使其满足工作需求；

22、4、本技术方案设计四路npn输入电路、四路pnp输入电路和八路p-mos输出电路，支持高电平信号和低电平信号的接收输入，可运用于其它设备的驱动，具有广泛的通用性。