[發明專利]一種小體積多通道輸出安全繼電器

有效

• 申請號: 201210590236.6
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103050337A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 云建軍;劉進;唐侃
• 申請（專利權）人: 中國航天時代電子公司
• 主分類號: H01H47/02
• 分類號: H01H47/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

技術領域

本發明涉及一種用于機械安全領域的安全繼電器，尤其涉及一種小體積多通道輸出安全繼電器，適用于實現電源或機械安全輸入等安全關斷及確認。

背景技術

繼電器觸點在長時間、大電流情況下工作，容易發生觸點粘接，導致不能可靠切斷負載，從而引發危險。安全繼電器是由數個強制導向繼電器與邏輯電路組合而成，具有輸出觸點串聯冗余和觸點粘接自檢功能，發生任意故障時(包括觸點粘接)，首先通過電源或機械安全裝置進行斷開輸入確認，可靠強制斷開負載(因為輸出通道由不同內部強制導向繼電器觸點串聯冗余組成)，其次對故障進行檢測判斷，在故障排除之前，安全繼電器一直處于強制斷開狀態，確保可靠安全。

現有安全繼電器為了滿足多通道輸出，內部繼電器采用大體積多觸點強制導向繼電器，這使得產品體積大、成本高、安裝不便。本發明采用多只小體積、少觸點強制導向繼電器，通過主從擴展級聯方式，達到小體積多通道輸出，同時不降低安全等級，滿足功能安全需求，替代現有大體積安全繼電器。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種小體積多通道輸出安全繼電器，可以在保證可靠性、安全等級的前提下，提高輸出通道數，降低內部強制導向繼電器成本、縮小整只產品體積，便于用戶安裝使用。

本發明的上述目的主要是通過如下技術方案予以實現的：

一種小體積多通道輸出安全繼電器，包括電源模塊、主控制模塊、擴展模塊和輸出模塊，其中：

電源模塊通過外接電源供電，輸出一個高電平信號U+和一個低電平信號U-；

主控制模塊包括強制導向繼電器K1、K2和控制強制導向繼電器K1、K2開通和關斷的雙通道電路，每個通道由一個暫態電路和一個穩態電路構成，其中第一通道包括K1暫態和K1穩態，所述K1暫態由點動開關、K2繼電器的常閉觸點K21、K3繼電器的常閉觸點K31和K1繼電器線圈串聯組成，所述K1穩態由K1繼電器常開觸點K12、光耦輸入端OP_D1、K1繼電器線圈串聯組成；第二通道包括K2暫態和K2穩態，所述K2暫態由電容放電回路和K2繼電器線圈組成，其中電容放電回路由K1繼電器常閉觸點K11，K4繼電器常閉觸點K41，電阻R1、R2、R3、R4、R5，三極管T1、T2，光耦輸出端OP_T1和電容C1組成，所述K2穩態由K2繼電器線圈和K2繼電器常開觸點K22串聯組成；

擴展模塊由強制導向繼電器K3、K4并聯后，再與K1繼電器的常開觸點K13和K2繼電器的常開觸點K23串聯組成，并與主控制模塊通過K3繼電器的常閉觸點K31、K4繼電器的常閉觸點K41構成反饋級聯結構；

輸出模塊由主控模塊中的強制導向繼電器K1、K2和擴展模塊中的強制導向繼電器K3、K4的機械互鎖常開觸點或常閉觸點串聯冗余組成。

在上述小體積多通道輸出安全繼電器中，電容放電回路由K1繼電器常閉觸點K11，K4繼電器常閉觸點K41，電阻R1、R2、R3、R4、R5，三極管T1、T2，光耦輸出端OP_T1和電容C1組成，當K1繼電器線圈得電后，K1繼電器常閉觸點K11斷開，光耦輸出端OP_T1導通，電阻R2被短路，晶體管T1集電極和發射極截止斷開，電容C1通過R3、R4和R5進行放電，R5偏置電壓使得三極管T2集電極和發射極飽和導通，K2繼電器線圈通過三極管T2集電極和發射極導通得電。

在上述小體積多通道輸出安全繼電器中，輸出模塊包括安全通道6NO和輔助通道4NC。

在上述小體積多通道輸出安全繼電器中，安全繼電器的工作時序由兩個暫態過程和三個穩態狀態構成，即：K1暫態——K1穩態——K2暫態——K2穩態——K3和K4穩態。

在上述小體積多通道輸出安全繼電器中，K1暫態為：未閉合點動開關，機械安全裝置E-stop急停按鈕觸點雙通道都閉合，強制導向繼電器K1、K2、K3和K4線圈均未得電，強制導向繼電器K1、K2、K3和K4所有常開觸點斷開、所有常閉觸點吸合，安全繼電器通過閉合點動開關，K1繼電器線圈得電，進入K1暫態。

在上述小體積多通道輸出安全繼電器中，K1穩態為：進入K1暫態后，K1繼電器的常閉觸點K11斷開，常開觸點K12和K13閉合，K1繼電器線圈通過常開觸點K12得電自保持，K1穩態建立；同時，光耦輸入端OP_D1導通，對應光耦輸出端OP_T1導通。