提升安全控制电路继电器使用寿命的方法及安全控制电路技术

本发明专利技术实施例提供了一种提升安全控制电路继电器使用寿命的方法及安全控制电路，其中，方法包括：在安全控制电路的安全输出回路中串联增加电子开关；在完成安全控制电路安全输出时，在保证增加的电子开关断开的前提下，先控制安全控制电路中与增加的电子开关串联的继电器触点闭合，再控制增加的电子开关闭合；在完成安全控制电路安全关断时，先控制增加的电子开关断开，再控制安全控制电路中与增加的电子开关串联的继电器触点断开。本发明专利技术实施例能够提高安全控制电路继电器触点的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
提升安全控制电路继电器使用寿命的方法及安全控制电路
本专利技术实施例涉及安全电路
，具体涉及一种提升安全控制电路继电器使用寿命的方法及安全控制电路。
技术介绍
在列车运行控制、电梯控制、消防控制等安全相关的控制领域中，对输出电路都有较高的安全性和可靠性要求。最普遍和常见的均采用安全控制电路，且要求安全输出为干接点。继电器触点正符合干接点输出特征，这就对继电器的安全性和可靠性提出了比较高的要求。在安全性方面，安全控制电路中，利用安全继电器来驱动外部电路是比较常见的方法之一。但“安全继电器”并非“无故障继电器”，而是发生故障时可以做出预期的动作，具有强制导向接点结构，万一发生接点粘连现象也能确保安全的继电器。安全控制电路一般会以多个继电器组合在一起的方式，将多个继电器的触点串联，形成干接点输出。安全电路中一旦有一个或多个触点(不是所有触点)粘连后，系统仍可切断输出，且保证系统始终处在切断状态，回路无法闭合，从而极高地提升了安全性。但安全控制电路中，继电器的可靠性就成为了安全控制电路的核心，一旦某个继电器失效，由于多个继电器组合在一起，虽不会降低安全性，但会造成电路的可用性下降，极大的增加了安全控制电路的故障概率。为了实现上述安全控制电路的安全性要求，出现了3个、甚至更多个继电器的组合，控制安全输出的电路，如图2所示，在现有的安全控制系统中，需要使用继电器触点实现开关量输出，此类系统中开关量输出是安全相关的输出电路，可以在系统发生安全隐患的时候来保证系统可以导向安全侧，所以需要采用安全性极高的输出来控制，K2-3、K3-3和K1-3触点组成的回路将驱动系统外部执行器，当回路断开时执行器将实施预定动作，该预定动作可以保证保护对象的安全，回路闭合时不实施。当安全输入为24V时，将首先推动K1吸起，然后K2和K3被吸起后自保持，三个继电器的触点K2-3、K3-3和K1-3触点组成的回路将闭合，系统不输出紧急制动(因为K2-1和K3-1切断了继电器K1的驱动回路，所以虽然安全输入电压ON一直有效，但是继电器K1也无法吸起)。当安全输入为0V时，K1、K2和K3三个继电器都将失去24V电源，均会落下，所以系统将处于紧急制动状态。从图2可以分析，当K1-1或K1-2触点粘连后，K1-3常闭触点不可能处于闭合状态，系统的安全输出肯定被切断。当K2-3粘连后，可利用切断K3-3来切断系统的安全输出，此时K2-1将不可能处于闭合状态，安全切断后，当安全输入为24V时，K1无法吸起，K2和K3无法闭合，紧急制动回路将一直处于切断状态(无论安全输入是24V还是0V)。同理，K3-3也可以类似分析。同理，K2-2和K3-2若发生粘连，则K2-1和K3-1一定是断开的，系统将一直处于安全关断状态。图2所示电路可以保证安全性，因为K2-3和K3-3同时粘连的情况概率很低，但该电路由于K2-3和K3-3的串联，导致可用性下降，每个继电器失效都会导致该电路无法响应输出需求，串联也会增加故障概率。继电器失效的模式有很多，包括线圈失效，机械件失效，触点失效等，其中触点失效比例相当大，而触点动作次数直接决定了继电器的使用寿命，触点的寿命一般有两个参数：机械寿命和带负载寿命(即，带电操作寿命)，例如常用的泰科继电器SR6系列继电器的触点寿命参数中，机械寿命为1千万次，带负载寿命却最高只有5万次，相差200倍。按图2所示的安全控制电路，继电器触点带负载动作的次数仅有5万次，而不是机械动作次数1千万次，假设每天动作30次，按机械寿命计算，可以使用800年以上，但若按带负载触点寿命计算，却只有4年多，不到5年，这会导致该安全控制电路的使用寿命极大地降低。因此，为了提高安全控制电路继电器触点的使用寿命，需要对图2所示的安全控制电路改进。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术实施例旨在提供一种提升安全控制电路继电器使用寿命的方法及安全控制电路，能够提高安全控制电路继电器触点的使用寿命。第一方面，本专利技术实施例提出一种提升安全控制电路继电器使用寿命的方法，包括：在安全控制电路的安全输出回路中串联增加电子开关；在完成安全控制电路安全输出时，在保证增加的电子开关断开的前提下，先控制安全控制电路中与增加的电子开关串联的继电器触点闭合，再控制增加的电子开关闭合；在完成安全控制电路安全关断时，先控制增加的电子开关断开，再控制安全控制电路中与增加的电子开关串联的继电器触点断开。可选地，所述电子开关，包括：光电元器件、三极管或者金属氧化物半导体MOS管。可选地，在1oo1架构中，所述在安全控制电路的安全输出回路中串联增加电子开关，包括：在1oo1架构的安全输出回路中串联增加一个电子开关。可选地，在2oo2架构中包括两个独立的安全控制电路，所述两个独立的安全控制电路的输出连接同一安全输出回路，相应地，所述在安全控制电路的安全输出回路中串联增加电子开关，包括：在2oo2架构的安全输出回路中串联增加两个电子开关，所述两个独立的安全控制电路的输出分别控制增加的两个电子开关，在两个独立的安全控制电路的输出一致时，2oo2架构的安全输出回路导通。可选地，在2oo3架构中包括三个独立的安全控制电路：第一安全控制电路、第二安全控制电路和第三安全控制电路，所述三个独立的安全控制电路的输出连接同一安全输出回路，相应地，所述在安全控制电路的安全输出回路中串联增加电子开关，包括：在2oo3架构的安全输出回路中串联增加一个开关总路，所述开关总路由三个并联的开关支路组成，在三个独立的安全控制电路中的任意两个安全控制电路的输出一致时，2oo3架构的安全输出回路导通；其中：第一个开关支路由第一电子开关SW-A1和第二电子开关SW-B1串联组成，所述第一安全控制电路的输出控制所述第一电子开关SW-A1，所述第二安全控制电路的输出控制所述第二电子开关SW-B1；第二个开关支路由第三电子开关SW-A2和第四电子开关SW-C1串联组成，所述第一安全控制电路的输出控制所述第三电子开关SW-A2，所述第三安全控制电路的输出控制所述第四电子开关SW-C1；第三个开关支路由第五电子开关SW-B2和第六电子开关SW-C2串联组成，所述第二安全控制电路的输出控制所述第五电子开关SW-B2，所述第三安全控制电路的输出控制所述第六电子开关SW-C2。第二方面，本专利技术实施例提出一种安全控制电路，基于上述提升安全控制电路继电器使用寿命的方法来实现，包括：分别跨接在安全输入电压端两端的第一继电器支路和至少两个其它继电器支路；所述第一继电器支路上串联有第一继电器，所述每个其它继电器支路上串联有一个其它继电器；所述每个其它继电器分别设有：与所述第一继电器串联的常闭触点、与其自身串联的自串联常开触点、以及串联于安全输出回路中的一个回路常开触点；所述第一继电器分别设有与每个其它继电器的自串联常开触点并联的常开触点、以及串联于所述安全输出回路中的一个回路常闭触点；所述安全输出回路中还包括串联增加的电子开关，所述电子开关依次与所述第一继电器的回路常闭触点、每个其它继电器的回路常开触点串联连接。可选地，所述第一继电器K1两端并联有二极管和电容；所述每个其它继电器两端并联有二极管；所述安全控制电路包括两个其它继电器支路，分别为：第二继电器支路和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提升安全控制电路继电器使用寿命的方法，其特征在于，包括：在安全控制电路的安全输出回路中串联增加电子开关；在完成安全控制电路安全输出时，在保证增加的电子开关断开的前提下，先控制安全控制电路中与增加的电子开关串联的继电器触点闭合，再控制增加的电子开关闭合；在完成安全控制电路安全关断时，先控制增加的电子开关断开，再控制安全控制电路中与增加的电子开关串联的继电器触点断开。

【技术特征摘要】
1.一种提升安全控制电路继电器使用寿命的方法，其特征在于，包括：在安全控制电路的安全输出回路中串联增加电子开关；在完成安全控制电路安全输出时，在保证增加的电子开关断开的前提下，先控制安全控制电路中与增加的电子开关串联的继电器触点闭合，再控制增加的电子开关闭合；在完成安全控制电路安全关断时，先控制增加的电子开关断开，再控制安全控制电路中与增加的电子开关串联的继电器触点断开。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电子开关，包括：光电元器件、三极管或者金属氧化物半导体MOS管。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在1oo1架构中，所述在安全控制电路的安全输出回路中串联增加电子开关，包括：在1oo1架构的安全输出回路中串联增加一个电子开关。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在2oo2架构中包括两个独立的安全控制电路，所述两个独立的安全控制电路的输出连接同一安全输出回路，相应地，所述在安全控制电路的安全输出回路中串联增加电子开关，包括：在2oo2架构的安全输出回路中串联增加两个电子开关，所述两个独立的安全控制电路的输出分别控制增加的两个电子开关，在两个独立的安全控制电路的输出一致时，2oo2架构的安全输出回路导通。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在2oo3架构中包括三个独立的安全控制电路：第一安全控制电路、第二安全控制电路和第三安全控制电路，所述三个独立的安全控制电路的输出连接同一安全输出回路，相应地，所述在安全控制电路的安全输出回路中串联增加电子开关，包括：在2oo3架构的安全输出回路中串联增加一个开关总路，所述开关总路由三个并联的开关支路组成，在三个独立的安全控制电路中的任意两个安全控制电路的输出一致时，2oo3架构的安全输出回路导通；其中：第一个开关支路由第一电子开关(SW-A1)和第二电子开关(SW-B1)串联组成，所述第一安全控制电路的输出控制所述第一电子开关(SW-A1)，所述第二安全控制电路的输出控制所述第二电子开关(SW-B1)；第二个开关支路由第三电子开关(SW-A2)和第四电子开关(SW-C1)串联组成，所述第一安全控制电路的输出控制所述第三电子开关(SW-A2)，所述第三安全控制电路的输出控制所述第四电子开关(SW-C1)；第三个开关支路由第五电子开关(SW-B2)和第六电子开关(SW-C2)串联组成，所述第二安全控制电路的输出控制所述第五电子开关(SW-B2)，所述第三安全控制电路的输出控制所述第六电子开关(SW-C2)。6.一种安全控制电路，基于权利要求1-5中任一项所述的提升安全控制电路继电器使用寿命的方法来实现，其特征在于，包括：分别跨接在安全输入电压端两端的第一继电器支路和至少两个其它继电器支路；所述第一继电器支路上串联有第一继电器，所述每个其它继电器支路上串联有一个其它继电器；所述每个其它继电器分别设有：与所述第一继电器串联的常闭触点、与其自身串联的自串联常开触点、以及串联于安全输出回路中的一个回路常开触点；所述第一继电器分别设有与每个其它继电器的自串联常开触点并联的常开触点、以及串联于所述安全输出回路中的一个回路常闭触点；所述安全输出回路中还包括串联增加的电子开关，所述电子开关依次与所述第一继电器的回路常闭触点、每个其它继电器的回...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨旭文，张建明，
申请(专利权)人：交控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11