[发明专利]一种小体积多通道输出安全继电器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机械安全领域的安全继电器，尤其涉及一种小体积多通道输出安全继电器，适用于实现电源或机械安全输入等安全关断及确认。

背景技术

继电器触点在长时间、大电流情况下工作，容易发生触点粘接，导致不能可靠切断负载，从而引发危险。安全继电器是由数个强制导向继电器与逻辑电路组合而成，具有输出触点串联冗余和触点粘接自检功能，发生任意故障时(包括触点粘接)，首先通过电源或机械安全装置进行断开输入确认，可靠强制断开负载(因为输出通道由不同内部强制导向继电器触点串联冗余组成)，其次对故障进行检测判断，在故障排除之前，安全继电器一直处于强制断开状态，确保可靠安全。

现有安全继电器为了满足多通道输出，内部继电器采用大体积多触点强制导向继电器，这使得产品体积大、成本高、安装不便。本发明采用多只小体积、少触点强制导向继电器，通过主从扩展级联方式，达到小体积多通道输出，同时不降低安全等级，满足功能安全需求，替代现有大体积安全继电器。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种小体积多通道输出安全继电器，可以在保证可靠性、安全等级的前提下，提高输出通道数，降低内部强制导向继电器成本、缩小整只产品体积，便于用户安装使用。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种小体积多通道输出安全继电器，包括电源模块、主控制模块、扩展模块和输出模块，其中：

电源模块通过外接电源供电，输出一个高电平信号U+和一个低电平信号U-；

主控制模块包括强制导向继电器K1、K2和控制强制导向继电器K1、K2开通和关断的双通道电路，每个通道由一个暂态电路和一个稳态电路构成，其中第一通道包括K1暂态和K1稳态，所述K1暂态由点动开关、K2继电器的常闭触点K21、K3继电器的常闭触点K31和K1继电器线圈串联组成，所述K1稳态由K1继电器常开触点K12、光耦输入端OP_D1、K1继电器线圈串联组成；第二通道包括K2暂态和K2稳态，所述K2暂态由电容放电回路和K2继电器线圈组成，其中电容放电回路由K1继电器常闭触点K11，K4继电器常闭触点K41，电阻R1、R2、R3、R4、R5，三极管T1、T2，光耦输出端OP_T1和电容C1组成，所述K2稳态由K2继电器线圈和K2继电器常开触点K22串联组成；

扩展模块由强制导向继电器K3、K4并联后，再与K1继电器的常开触点K13和K2继电器的常开触点K23串联组成，并与主控制模块通过K3继电器的常闭触点K31、K4继电器的常闭触点K41构成反馈级联结构；

输出模块由主控模块中的强制导向继电器K1、K2和扩展模块中的强制导向继电器K3、K4的机械互锁常开触点或常闭触点串联冗余组成。

在上述小体积多通道输出安全继电器中，电容放电回路由K1继电器常闭触点K11，K4继电器常闭触点K41，电阻R1、R2、R3、R4、R5，三极管T1、T2，光耦输出端OP_T1和电容C1组成，当K1继电器线圈得电后，K1继电器常闭触点K11断开，光耦输出端OP_T1导通，电阻R2被短路，晶体管T1集电极和发射极截止断开，电容C1通过R3、R4和R5进行放电，R5偏置电压使得三极管T2集电极和发射极饱和导通，K2继电器线圈通过三极管T2集电极和发射极导通得电。

在上述小体积多通道输出安全继电器中，输出模块包括安全通道6NO和辅助通道4NC。

在上述小体积多通道输出安全继电器中，安全继电器的工作时序由两个暂态过程和三个稳态状态构成，即：K1暂态——K1稳态——K2暂态——K2稳态——K3和K4稳态。

在上述小体积多通道输出安全继电器中，K1暂态为：未闭合点动开关，机械安全装置E-stop急停按钮触点双通道都闭合，强制导向继电器K1、K2、K3和K4线圈均未得电，强制导向继电器K1、K2、K3和K4所有常开触点断开、所有常闭触点吸合，安全继电器通过闭合点动开关，K1继电器线圈得电，进入K1暂态。

在上述小体积多通道输出安全继电器中，K1稳态为：进入K1暂态后，K1继电器的常闭触点K11断开，常开触点K12和K13闭合，K1继电器线圈通过常开触点K12得电自保持，K1稳态建立；同时，光耦输入端OP_D1导通，对应光耦输出端OP_T1导通。