【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种监测继电器开关触点的开关操作的开关监测装置。
技术介绍
1、在电气自动化中，每一个执行器均可由继电器通断。其中，可能需要对继电器开关触点的实际开关操作进行检测。在此类检测中，往往通过以其他辅助触点通断继电器的方式获得反馈。或者，也可通过实施强制触点控制来防止继电器的错误开关操作。当继电器开关触点例如尤其因焊接的按钮具有瑕疵而发生故障时，可通过强制触点控制，防止其他继电器开关触点的开关操作和/或焊接按钮与其他按钮的连接。强制触点控制和/或借助辅助触点的反馈具有可增继电器制造中的生产成本的缺点。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种更加有效的开关监测装置，该开关监测装置提供与继电器开关触点的开关状态相关的信息，尤其为基于继电器控制的开关状态。
2、该目的由独立权利要求的技术特征实现。本专利技术的有利实施方式为从属权利要求、说明书及附图的技术方案。
3、本专利技术基于如下认知：上述目的可由一种用于通过信号发生器和连于该信号发生器下游的发送器向继电器开关触点施加开关监测信号，尤其高频辅助能量形式的开关监测信号的开关监测装置实现。所述开关监测信号由所述信号发生器生成，并由所述发送器连入所述继电器的负载电路。该负载电路的阻抗变化，尤其因所述继电器开关触点的开关操作发生的阻抗变化通过所述发送器反馈至所述信号发生器，并且导致所述信号发生器和发送器之间发生可用于检测所述继电器开关触点的开关操作的信号变化。
4、根据第一方面，本专利技术涉
5、所述开关监测装置还包括具有信号输入端和信号输出端的阻抗电路，其中，所述控制器用于将所述激励信号施加至所述信号输入端。所述阻抗电路用于将所述激励信号转换成开关监测信号，并通过所述信号输出端输出该开关监测信号，以供施加至所述继电器开关触点。
6、所述控制器还用于检测所述阻抗电路中存在的信号的变化，并在当该信号存在变化时，检测所述继电器开关触点的开关操作。
7、在一种实施方式中，所述信号包括所述激励信号和/或开关监测信号。
8、在一种实施方式中，所述控制器可用于检测存在于所述阻抗电路内的所述激励信号的变化，并在当存在该激励信号的变化时，检测所述继电器开关触点的开关操作。所述控制器可尤其用于检测所述激励信号的变化，而非监测所述开关监测信号的变化。在所述阻抗电路之外，所述控制器可具有用于监测所述开关监测信号的变化的另一信号监测电路。该信号监测电路可用于通过电容式或电感式耦合检测所述开关监测信号的变化。
9、通过以所述开关监测装置监测所述继电器开关触点，可在当所述控制信号施加至所述继电器时，生成与所述继电器开关触点在该继电器开关触点不导电的第一开关状态与该继电器开关触点导电的第二开关状态之间的转换相关的开关信息。如此，可以确保所述继电器在所述控制信号的控制下通断，并且确保所述继电器开关触点和/或所述继电器的磁体系统相应地没有故障。如此，当所述控制信号施加至所述继电器且所述继电器开关触点无法通断时，可以确定该继电器发生故障。此外，即使当所述开关信号衰落时，仍能对所述继电器的开关操作进行检测。
10、所述开关监测装置所实现的优点在于，在功能安全方面，尤其根据iec 61508标准的功能安全方面，能够明晰地检测所述继电器开关触点的开关状态。如此，可以实现更大的诊断覆盖范围。
11、在一种实施方式中，所述继电器用于发送第一频率范围内的信号以及所述开关监测信号处于第二频率范围内，其中，所述第二频率范围的频率高于所述第一频率范围的频率，所述阻抗电路在所述第一频率范围内的阻抗高于其在所述第二频率范围内的阻抗。
12、所述阻抗电路可形成针对所述开关监测信号和/或所述激励信号的阻抗低于针对其他频率的电信号的阻抗的频率滤波器，尤其带通滤波器。如此，可以防止和/或衰减来自具有相应功率发射功能的电压源和/或其他信号源的电信号的接入。举例而言，所述第一频率范围可包括0hz～100hz的频率，和/或所述第二频率范围可包括10khz以上的频率，尤其100khz～500khz频率范围内的频率。通过使所述第一频率范围内的阻抗更高，可以尤其减小输出侧的电流。相应地，通过在所述第一频率范围内将所述信号输入端耦合至所述信号输出端，可以减小输入侧的电流。
13、所述阻抗电路可尤其具有由2×2阻抗矩阵形成的双端口。所述信号输出端针对较低频率，如10hz～100hz频率范围内的频率，尤其50hz频率的阻抗可高于其针对较高频率，如100khz～1mhz频率范围内的频率，尤其500khz频率的阻抗。例如，所述阻抗可在50hz频率下为13mω，而在500khz下为3kω。如此，所述第一频率范围和第二频率范围之间可实现三至四个数量级的频率依赖性阻抗差。
14、在一种实施方式中，所述控制器用于生成处于所述第二频率范围内的所述激励信号。如此，所实现的优点在于，由于所述第二频率范围内的阻抗较低，因此所述阻抗电路能够将所述激励信号有效地转换成所述开关监测信号。
15、在一种实施方式中，所述控制器包括用于监测所述激励信号的变化的测量电路。该测量电路可尤其用于检测所述激励信号的幅度变化，如电压幅度变化和/或电流幅度变化。
16、所述测量电路还可用于检测所述激励信号的频率的频率偏差。此外，该测量电路可具有模数转换器和/或测量信号放大器，以对测量信号，尤其所述激励信号的电流和/或电压变化进行进一步处理。
17、在一种实施方式中，所述控制器包括用于生成所述激励信号的信号发生器。该信号发生器可尤其用于生成周期性电压信号形式的所述激励信号。该激励信号可例如具有矩形、锯齿或正弦信号波形。该激励信号的频率可由所述信号发生器设为预设值。此外，所述信号发生器可用于生成具有固定频率值的所述激励信号。
18、在一种实施方式中，所述测量电路具有连于所述信号发生器和阻抗电路之间的电流传感器，其中，该电流传感器用于检测所述信号发生器和阻抗电路之间的电流，并将其作为电流测量值提供给所述控制器，所述控制器用于根据所述电流测量值，检测所述信号发生器和阻抗电路之间的电流的变化。
19、所述电流传感器可由能够以测量电压的形式测量所述信号发生器和阻抗电路之间的电流的电阻器，尤其欧姆电阻器形成。所述控制器还可包括用于检测所述测量电压的电压测量装置。
20、此外，所述控制器可包括电压传感器，该电压传感器用于检测所述激励信号的电压幅度的变化，以检测所述继电器开关触点的开关操作。
21、在一种实施方式中，所述阻抗电路用于将所述继电器开关触点与所述信号发生器和/或控制器电气隔离。所述继电器开关触点可具有施加于其上的电能。其中，通过所述阻抗电路的电气隔离作用，可以防止所述电能接入所述控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种开关监测装置(100)，用于对继电器(103)的继电器开关触点(101)的开关操作进行监测，其特征在于，所述开关监测装置(100)具有以下特征：
2.根据权利要求1所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述阻抗电路(107)具有连接在所述第一电容器(205-1)的下游的电感(207)，其中，所述电感(207)与所述第一电容器(205-1)在所述第一输出连接点(203-1)和所述第一输入连接点(201-1)之间形成振荡系统。
3.根据权利要求1或2所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述阻抗电路(107)具有连接在所述第二输出连接点(203-2)的下游的另一电感，所述另一电感与所述第二电容器(205-2)在所述第二输出连接点(203-2)和所述第二输入连接点(201-2)之间形成另一振荡系统。
4.根据权利要求1所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述信号包括所述激励信号和/或所述开关监测信号。
5.根据权利要求1所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述继电器(103)用于发送第一频率范围内的信号，并且所
6.根据权利要求5所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述控制器(105)用于生成处于所述第二频率范围内的所述激励信号。
7.根据权利要求1所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述控制器(105)包括用于监测所述激励信号的所述变化的测量电路(115)。
8.根据权利要求1所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述控制器(105)包括用于生成所述激励信号的信号发生器(113)。
9.根据权利要求7或8所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述测量电路(115)具有连接于所述信号发生器(113)和所述阻抗电路(107)之间的电流传感器(121)，其中，所述电流传感器(121)用于检测所述信号发生器(113)和所述阻抗电路(107)之间的电流，并且将所述电流作为电流测量值提供给所述控制器(105)，其中，所述控制器(105)用于根据所述电流测量值，检测所述信号发生器(113)和所述阻抗电路(107)之间的所述电流的变化。
10.根据权利要求8所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述阻抗电路(107)用于将所述继电器开关触点(101)与所述信号发生器(113)和/或所述控制器(105)电气隔离。
11.根据权利要求1所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述控制器(105)连接至所述控制终端(102)，并且用于生成对所述继电器开关触点(101)进行开关操作的控制信号，和/或将所述控制信号施加至所述控制终端(102)。
12.根据权利要求11所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述控制器(105)包括开关控制器，所述开关控制器用于生成对所述继电器开关触点(101)进行开关操作的所述控制信号，并且用于向所述继电器(103)的磁体系统(125)施加所述控制信号，以实现所述继电器开关触点(101)的开关。
13.根据权利要求11或12所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述控制器(105)用于向所述信号发生器(113)施加所述控制信号，其中，所述信号发生器(113)用于以所述开关信号生成所述激励信号。
14.根据权利要求11或12所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述信号发生器(113)用于生成周期性时钟信号形式的所述激励信号，其中，所述控制器(105)用于在所述信号输出端(111)的阻抗发生变化时，根据所述激励信号的恒定周期，检测所述激励信号的生成时间与所述激励信号发生变化的时间之间的时间间隔，以检测所述继电器开关触点(101)的开关延时。
15.根据权利要求1所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述控制器(105)具有控制输出端(127)，其中，所述控制器(105)用于在所述控制输出端(127)提供状态信号，所述状态信号在所述继电器开关触点(101)接通后为“已启动”，以及在所述继电器开关触点(101)断开后为“非启动”。
...【技术特征摘要】
1.一种开关监测装置(100)，用于对继电器(103)的继电器开关触点(101)的开关操作进行监测，其特征在于，所述开关监测装置(100)具有以下特征：
2.根据权利要求1所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述阻抗电路(107)具有连接在所述第一电容器(205-1)的下游的电感(207)，其中，所述电感(207)与所述第一电容器(205-1)在所述第一输出连接点(203-1)和所述第一输入连接点(201-1)之间形成振荡系统。
3.根据权利要求1或2所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述阻抗电路(107)具有连接在所述第二输出连接点(203-2)的下游的另一电感，所述另一电感与所述第二电容器(205-2)在所述第二输出连接点(203-2)和所述第二输入连接点(201-2)之间形成另一振荡系统。
4.根据权利要求1所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述信号包括所述激励信号和/或所述开关监测信号。
5.根据权利要求1所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述继电器(103)用于发送第一频率范围内的信号，并且所述开关监测信号处于第二频率范围，其中，所述第二频率范围的频率高于所述第一频率范围的频率，所述阻抗电路(107)在所述第一频率范围内的阻抗高于在所述第二频率范围内的阻抗。
6.根据权利要求5所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述控制器(105)用于生成处于所述第二频率范围内的所述激励信号。
7.根据权利要求1所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述控制器(105)包括用于监测所述激励信号的所述变化的测量电路(115)。
8.根据权利要求1所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述控制器(105)包括用于生成所述激励信号的信号发生器(113)。
9.根据权利要求7或8所述的开关监测装置(100)，其特征在于，所述测量电路(115)具有连接于所述信号发生器(113)和所述阻抗电路(107)之间的电流传感器(121)，其中，所述电流传感器(121)用于检测所述信号发生器(113)和所...
【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·肖尔茨，埃尔玛·沙佩尔，
申请(专利权)人：菲尼克斯电气公司，
类型：发明
国别省市：
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