安全控制系统技术方案

提供一种安全控制系统，其能够通过使用单个控制器来监控更多个驱动电路而无需修改控制器和驱动电路的配置。继电器的a-触头电性连接在安全控制器的FB（反馈）输出端子与FB输入端子之间。所述继电器的b-触头电性连接在安全控制器的信号输出端子（安全输出(1)端子）与安全驱动电路的信号输入端子（安全输入(1)端子）之间。所述继电器的线圈连接至所述安全驱动电路的FB监控输出端子。在FB输出端子与FB输入端子之间不存在大的电压降的因素，因而使得能够通过使用单个控制器来监控更多个驱动电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种安全控制系统，更具体地涉及一种其中单个控制器监控多个驱动电路的配置。
技术介绍
为了确立生产现场(production sites)的作业安全,构建了安全控制系统,其中将电力以确保安全的状态供应至用于机械设备的诸如电机等动力源。这样的安全控制系统例如包括继电器单元和控制器。图9为典型安全控制系统的配置示例。参见图9，电机102用作动力源并且通过供应来自AC电源101的三相交流电而操作。该电机102例如被用来驱动工厂中的各种机械装置。安全控制系统151将来自AC电源101的驱动电力供应至电机102或者切断至电机102的驱动电力。安全控制系统151包括安全控制器110、紧急停止开关111、以及接触器112和113。紧急停止开关111在图9中被示出为连接至安全控制器110的输入装置的示例。该输入装置还可以是光幕或门开关。接触器112和113连接至AC电源101与电机102之间的供电线103。安全控制器110具有监控接触器112和113的功能。图10为具体说明用于监控接触器的配置的图示。参见图9和图10，供电线103包括与三相交流电各相分别对应的线L1、L2和L3。电机102通过接触器112的a_触头112a、接触器113的a-触头113a、以及断路器105连接至供电线103。安全控制器110设置有FB输出端子121和FB输入端子122。请注意术语“FB”表示“反馈”。接触器112的b-触头112b和接触器113的b_触头113b彼此串联地连接在FB输出端子121与FB输入端子122之间。请注意图10中省略了紧急停止开关111，以便专注于描述接触器112和113的配置。通常，对于通过将电流馈送给激励线圈来使触头开路或闭合的开关(例如继电器或接触器)而言，术语“a-触头”是指在没有电流流过激励线圈时开路而在电流流过激励线圈时闭合的触头。同时，术语“b-触头”是指在没有电流流过激励线圈时闭合而在电流流过激励线圈时开路的触头。以上“a-触头”和“b-触头”的定义也适用于下文的说明。在图9和图10示出的配置中，接触器112和113各自的a-触头112a和113a直接操作对危险源(例如对应于图11的电机102)的电流分流。在图9中，FB输入表不要被输入至安全控制器110的信号。该FB输入被输入至安全控制器110，以使得该安全控制器110能够确认接触器112和113各自的a-触头112a和113a操作正常而没有熔接失效(weldingfailure)。如果接触器112和113中任一接触器的a_触头熔接，则安全控制器110将无法切断到电机102的电流。因此，分别检测接触器112和113的a-触头112a和113a的失效(例如熔接)是必要的。在设计诸如图9和图10中所不的安全控制系统时,具有机械约束的触头被用于每个接触器112和113，在所述机械约束中a-触头和b-触头彼此关联地操作。在这种类型的接触器中，每当a-触头闭合时b-触头都开路，反之每当a-触头开路时b-触头都闭合。如图10所示，接触器112和113各自的b-触头112b和113b串联连接至安全控制器Iio的FB输入端子122。安全控制器110输出安全输出，该安全输出是一用于允许接触器112和113的操作的信号。接触器112和113各自的a-触头112a和113a响应于所述安全输出而闭合。在输出安全输出至接触器112和113之前，安全控制器110确认由接触器112和113各自的b-触头112b和113b所建立的反馈回路已经闭合。该操作对应于安全控制器110所执行的FB监控。如果确认所述反馈回路还没有闭合，或是已经开路，则安全控制器110不接通安全输出。在假定接触器112和113中至少一个接触器的a-触头熔接的情况下，该接触器的b_触头被强制开路。这导致反馈回路开路，使得用户能够得知该失效。之所以设置两个接触器，是为了当在一个接触器中检测到a-触头的熔接时，使另一个接触器的a-触头开路。据信，接触器112和113各自的a-触头112a和113a均熔接的可能性很低。因此，布置两个接触器使得能够更可靠地切断到电机102的电流。举一个示例，JP 09-212206A揭示了一种用于控制线路(control route)的控制器件。该控制器件例如控制无刷电机或DC电机。举另一示例，JP 2003-504863W揭示了一种用于驱动螺线管的方法及系统。该螺线管驱动器基于螺线管中的期望电流与其中流动的实际电流之间的差异来控制螺线管中流动的实际电流。图11为示出典型安全控制系统的另一示例的图示。参见图9和图11，安全控制系统152包括取代了接触器112和113的安全驱动电路114。该安全驱动电路114可以是诸如伺服驱动器、逆变器等电机控制装置。与图9中所示的安全控制系统151类似，安全控制器110监控安全驱动电路114的FB。图12是说明用于控制接触器的反馈回路的图示。图13是说明安全驱动电路中的反馈回路的图示。参见图12和图13，接触器的b-触头(在图12中由b-触头112b例示)连接在安全控制器110中的FB输出端子(0UT)121与FB输入端子(IN)122之间。同时，在很多类似的情况下，来自半导体元件116的输出信号被用作从安全驱动电路114输出的反馈监控。之所以使用半导体元件是为了延长负责信号输出功能的部分的寿命。安全控制器110的FB输出端子121输出恒定电压(例如，DC 24V)。通过接触器的b_触头或半导体元件将电压输入至安全控制器110的FB输入端子122。如果输入电压处于高电平，则安全控制器110确定反馈回路已经闭合。否则，如果输入电压处于低电平，则确定反馈回路已经开路。图14为更具体地说明图13中所示安全控制器与安全驱动电路之间的连接的图示。参见图14，安全控制器110包括FB输出端子121、FB输入端子122、安全输出(I)端子123、安全输出(2)端子124、以及安全输入端子126。安全输出(I)端子123和安全输出(2)端子124的每一个为输出用于允许安全驱动电路114的操作的信号(被称为“安全输出”)的端子。安全驱动电路114包括半导体元件116、电压输入端子131、FB监控输出端子132、安全输入(I)端子133、以及安全输入(2)端子134。所述半导体元件116设置在电压输入端子131与FB监控输出端子132之间。安全输入(I)端子133和安全输入(2)端子134的每一个为将安全输出从安全控制器110输入至安全驱动电路114的端子。要被输入至安全输入(I)端子133和安全输入(2)端子134 二者之一的信号被称为“安全输入”。安全控制器110的安全输出(I)端子123直接连接至安全驱动电路114的安全输入(I)端子133。安全控制器110的安全输出(2)端子124直接连接至安全驱动电路114的安全输入(2)端子134。安全控制器110的FB输出端子121直接连接至安全驱动电路114的电压输入端子131。安全控制器110的FB输入端子122直接连接至安全驱动电路114的FB监控输出端子132。安全控制器110的FB输出端子121输出高电平的信号。安全控制器110检测到已经被输入至安全控制器110的FB输入端子122的信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安全控制系统，包括：控制器；以及至少一个驱动电路，配置为驱动动力源；所述控制器包括：建立反馈回路的反馈输出端子和反馈输入端子，所述反馈回路使所述控制器得以监控所述至少一个驱动电路的状态；以及信号输出端子，所述控制器通过所述信号输出端子输出用于允许所述至少一个驱动电路驱动所述动力源的输出信号；所述驱动电路包括：信号输入端子，从所述控制器的信号输出端子输出的输出信号通过所述信号输入端子输入至所述驱动电路；监控输出端子，所述驱动电路通过所述监控输出端子将指示所述驱动电路的状态的监控电压从所述驱动电路输出至所述控制器；半导体元件，产生要通过所述监控输出端子输出的监控电压；以及电压输入端子，用于致使所述半导体元件产生所述监控电压的电压通过所述电压输入端子输入至所述半导体元件；其中在来自所述控制器的输出信号被输入至所述信号输入端子之前，所述驱动电路通过所述监控输出端子输出所述监控电压，其中所述安全控制系统还包括：至少一个第一继电器，包括第一线圈以及第一触头和第二触头，所述第一和第二触头以互补方式彼此相关联地操作，在电流流过所述第一线圈时所述第一继电器闭合所述第一触头并开路所述第二触头，在没有电流流过所述第一线圈时所述第一继电器开路所述第一触头并闭合所述第二触头，其中所述第一继电器的第一触头电性连接至所述控制器的反馈输出端子和反馈输入端子，其中所述第一继电器的第二触头电性连接至所述控制器的信号输出端子和所述驱动电路的信号输入端子，并且其中所述第一继电器的第一线圈电性连接至所述驱动电路的监控输出 端子。...

【技术特征摘要】
2011.11.08 JP 2011-2443061.一种安全控制系统，包括: 控制器；以及 至少一个驱动电路，配置为驱动动力源； 所述控制器包括: 建立反馈回路的反馈输出端子和反馈输入端子，所述反馈回路使所述控制器得以监控所述至少一个驱动电路的状态；以及 信号输出端子，所述控制器通过所述信号输出端子输出用于允许所述至少一个驱动电路驱动所述动力源的输出信号； 所述驱动电路包括: 信号输入端子，从所述控 制器的信号输出端子输出的输出信号通过所述信号输入端子输入至所述驱动电路； 监控输出端子，所述驱动电路通过所述监控输出端子将指示所述驱动电路的状态的监控电压从所述驱动电路输出至所述控制器； 半导体元件，产生要通过所述监控输出端子输出的监控电压；以及电压输入端子，用于致使所述半导体元件产生所述监控电压的电压通过所述电压输入端子输入至所述半导体元件； 其中在来自所述控制器的输出信号被输入至所述信号输入端子之前，所述驱动电路通过所述监控输出端子输出所述监控电压， 其中所述安全控制系统还包括: 至少一个第一继电器，包括第一线圈以及第一触头和第二触头，所述第一和第二触头以互补方式彼此相关联地操作，在电流流过所述第一线圈时所述第一继电器闭合所述第一触头并开路所述第二触头，在没有电流流过所述第一线圈时所述第一继电器开路所述第一触头并闭合所述第二触头， 其中所述第一继电器的第一触头电性连接至所述控制器的反馈输出端子和反馈输入端子， 其中所述第一继电器的第二触头电性连接至所述控制器的信号输出端子和所述驱动电路的信号输入端子，并且 其中所述第一继电器的第一线圈电性连接至所述驱动电路的监控输出端子。2.根据权利要求1所述的安全控制系统，其中所述控制器还包括辅助输出端子，所述控制器通过所述辅助...

【专利技术属性】
技术研发人员：桥本实，中山晃行，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：