CN102566413B - 急停模块装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种急停模块装置(12、14；86、88；190、192)，其包括逻辑电路(20、22；90、194)以检测急停开关(40)的开关状态以及控制用于安全接通和断开负载的负载开关(16、18)，其中所述急停模块装置(12、14；86、88；190、192)具有第一急停模块(12、86、190)以及第二急停模块(14、88、192)，并且其中所述第一急停模块(12；86；190)通过接口连接(82、176、178、166、164；260、262、242、240)与所述第二急停模块(14、88、192)耦合。为了降低在开关盒中的装置的布线成本和空间需求而规定，所述急停模块(12、14；86、88；190、192)被构造成能够插装到所述负载开关(16、18)上的插装模块，并且急停模块中的每一个具有至少一个利用所耦合的所述负载开关(16、18)机械强制控制的开关器件(42、44；136、142；218、254)。

Description

急停模块装置

技术领域

本发明涉及一种急停模块装置。

背景技术

这种急停模块装置以及用于运行这样的急停模块装置的方法在DE-A-10038953中公开。该急停模块装置包括逻辑电路以识别急停开关的开关状态以及控制用于安全接通和断开负载的负载开关。此外设有急停主微处理器和急停从微处理器，其中该急停主微处理器通过内部接口连接与急停从微处理器耦合。

例如从“SafetyAutomationSystemSolutions；PreventaSafetyModulsTypeXPS-AF”，施耐德电气，38781-EN_VER9.1.indd中已知一种急停模块装置。

在图1中示出根据现有技术的急停保护电路。该保护电路的基础是急停模块XPS-AF，其通过连接线路位于供电电压L+、N-上。急停模块XPS-AF包括输入端S11-S12以及S21-S22，通过它们可以借助于逻辑电路LOGIC分析双通道急停开关S1的常闭触点的开关状态。逻辑电路LOGIC具有用于控制继电器K1、K2的输出端，所述继电器K1、K2的串联常开触点分别构成释放路径13-14以及23-24。通过释放路径13-14、23-24可以接通负载开关K3、K4来提高开关电流，通过负载开关K3、K4的常开触点(未示出)可以接通或者断开外部用电器、例如电机。

此外，急停模块XPS-AF包括输入端S33、S34、S39以检测反馈电路的开关状态。反馈电路包括通过负载开关K3、K4强制控制的常闭触点的串联电路以及必要时包括启动按键S2。常闭触点可以由负载开关自身或者通过可插装到负载开关上的辅助开关HS3、HS4提供。

如果急停模块XPS-AF为了提高开关电流而通常用负荷开关K3、K4和辅助开关HS3、HS4扩展，则这会导致相应的布线成本。

图2以立体图示出在应用根据图1的急停模块XPS-AF情况下的传统布线，该急停模块XPS-AF具有保护开关K3、K4形式的两个负载开关以及可插装到负载开关上的辅助开关HS。

为了给反馈电路布线总共需要三个连接线路。此外还有用于负载开关的控制线路。另外总共需要五个组件。

发明内容

由此出发，本发明所基于的任务在于将急停模块装置扩展为使得在开关盒中降低布线成本以及减少空间需求。

为了解决该任务提出一种急停模块装置，其包括：逻辑电路，用以检测急停开关的常闭触点的开关状态以及利用第一和第二释放路径的开关元件控制第一负载开关和第二负载开关来安全接通和断开负载，其中所述急停模块装置具有第一急停模块以及第二急停模块，所述第一和第二急停模块被构造成能够插装到所述第一和第二负载开关上的插装模块，所述第一和第二急停模块中的每一个具有至少一个利用所耦合的负载开关机械强制控制的开关器件，所述第一急停模块和第二急停模块各自具有逻辑电路和所述第一和第二释放路径中的一个释放路径，所述第一急停模块和第二急停模块各自具有用于所述急停开关的常闭触点的输入端子，所述逻辑电路通过通信连接而彼此耦合以用于改变所述常闭触点的开关状态、所述强制控制的开关器件的开关状态以及所述第一和第二释放路径的开关元件的开关状态。

通过将急停功能性整合到可插装到相应负载开关上的开关器件模块中，不仅在开关盒中减少了空间需求而且也降低了布线成本，因为急停模块可以插装到负载开关上。此外也降低了布线成本，因为根据现有技术的急停模块至负载开关或者辅助开关的常闭触点的连接线路以及至负载开关的端子的连接线路可以取消，或者可以在由负载开关和急停模块组成的组件内实施。

通过本发明实施方式实现了在传统布线情况下通过反馈电路到达急停模块的“反馈信息”，通过负载开关的“插装接口”的机械强制耦合传递至整合在急停模块中的开关器件。

用于检测负载开关的开关状态的强制控制的开关器件可以被构造成机械常闭触点或者光学开关元件。

在优选实施方式中，用于控制负载开关的开关器件被构造成常开触点，优选构造成两个常开触点的串联电路，其中每个常开触点可以由保护继电器借助于逻辑电路控制。

替换地，用于控制负载开关的开关器件也可以被构造成半导体开关元件如晶体管。

所述第一急停模块优选被构造成主模块，而第二急停模块被构造成从模块，其中在所述主模块和所述从模块之间构造通信接口。所述主模块与所述从模块优选通过所述通信接口如电导线连接。

本发明急停模块的特征在于，所述急停模块被构造成可插装到负载开关上的插装模块，其包括至少一个利用所述负载开关强制打开的开关器件如常闭触点或者光学开关器件，所述开关器件的开关状态可借助于逻辑电路检测，以及所述插装模块包括用于与另一可插装的急停开关连接的接口。

与现有技术相比，一个优选实施方式的特征在于，第一开关器件模块、也就是第一负载开关的辅助开关被构造成急停主模块，其中所述逻辑电路以及至少第一释放路径整合在所述急停主模块中，并且其中所述第一强制控制的开关器件与所述逻辑电路的第一输入端连接，并且至少所述第一释放路径通过输出端子与所述负载开关的接线端子连接，并且其中所述第二开关器件模块、也就是所述第二负载开关的辅助开关被构造成急停从模块，其包括至少所述第二强制控制的开关器件以及输出端子，所述输出端子与所述第二负载开关的接线端子连接。

通过该实施方式实现了所述急停模块装置仅包括四个组件，即两个负载开关以及与所述负载开关机械耦合的急停模块，这些急停模块优选插装到所述负载开关上。

视所述急停模块的实施方式而定，接口连接可以包括两个或者更多个连接线路。接口连接用于传递用于控制第二负载开关的控制信号，以检测所述第二强制控制的开关器件的开关状态以及用于与急停从模块进行能量传递。

另一个优选实施方式的特征在于，所述急停主模块具有两个输入端子以检测所述急停从模块的所述强制控制的开关器件的开关状态，其中所述输入端子通过所述接口连接的连接线路与所述急停从模块的输出端子连接。

另一个优选实施方式的特征在于，所述急停主模块具有用于所述第一和第二负载开关的所述释放路径，其中所述释放路径的输入端通过模块内部的连接线路与供电电压L连接，并且其中所述第一释放路径的输出端与用于控制所述第一负载开关的输出端子连接，并且其中所述第二释放路径的输出端与所述急停主模块的输出端子连接，所述输出端子通过接口连接的连接线路与所述急停从模块的输入端子连接，所述输入端子通过模块内部的连接线路与输出端子连接，所述输出端子通过连接线路与所述第二负载开关的接线端子连接。

附图说明

本发明的其他细节、优点和特征不仅从权利要求、由权利要求获悉的特征(各个权利要求和/或它们的组合)中得出，而且从对由附图获悉的优选实施例的以下说明中得出。

图1示出根据现有技术的急停保护电路；

图2示出根据图1具有传统布线的急停保护电路的组件的立体视图；

图3示出根据本发明的急停保护电路的第一实施方式；

图4示出具有降低的布线成本的本发明保护电路的组件的立体视图；

图5示出根据本发明的急停保护电路的第二实施方式；以及

图6示出根据本发明的急停保护电路的第三实施方式。

具体实施方式

图3示出本发明的急停保护电路10的示意图。该急停保护电路10包括第一急停模块12、第二急停模块14以及可由急停模块12、14控制的负载开关16、18。如图4所示，急停模块12、14被构造为可插装到负载开关16、18上的插装模块，从而急停模块12、14分别通过机械强制耦合与负载开关16、18之一耦合。

急停模块12、14以相同方式构造，并且包括逻辑电路20、22，逻辑电路20、22通过供电线路24、28与供电电压L+连接并且通过供电线路26、30与中性导线N-连接。

逻辑电路20、22具有输入端32、34用于分别检测急停开关40的常闭触点36、38。急停开关40被构造成双通道的，其中常闭触点36、38通过机械强制耦合彼此连接。

此外根据本发明规定，急停模块12、14分别具有至少一个开关器件如常闭电路42、44，该开关器件与相应的负载开关16、18通过机械强制耦合46、48强制耦合，从而当负载开关16、18接通时，开关器件如常闭电路42、44断开，而当负载开关16、18脱离时，开关器件如常闭电路42、44闭合。

通过逻辑电路20、22的输入端50、52检测常闭电路42、44的开关状态。如图3示例性示出的，常闭电路42、44可以构造成机械常闭触点54、56。替换地，常闭电路42、44可以具有光学开关元件，该光学开关元件的开关状态基于与负载开关16、18的机械强制耦合而发生变化。

急停模块12、14具有释放路径58、60，该释放路径58、60在壳体内部通过连接线路62、64与供电电压L+连接并且通过外部连接线路66、68与负载开关16、18的第一端子70、72连接。负载开关16、18的第二端子74、76通过连接线路74、76与急停模块12的中性导线端子77连接。

在该所示实施例中，释放路径58、60具有开关元件如常开器78、80，该开关元件可以通过逻辑电路20、22借助于继电器控制。视实施方式而定，释放路径58、60也可以包括多个串联的开关元件(未示出)。

为了交换尤其是与急停开关40的常闭触点36、38的开关状态、常闭电路42、44的开关状态以及释放路径58、60的状态有关的信息，逻辑电路20、22通过通信连接82彼此耦合。

根据一个实施方式规定，第一急停模块12被构造成主模块，该主模块通过通信连接82与被构造成急停从模块的第二急停模块14连接。通过通信连接82在主模块和从模块之间交换信号。

释放路径具有开关元件78、80，该开关元件78、80可以被构造成通过相应逻辑电路20、22控制的继电器触点或者半导体开关元件。

通过本发明保护电路在开关盒中实现小的空间需求以及降低的布线成本通过比较根据图2和图4的实施方式变得明显。

降低的布线成本通过如下方式得出，即将已知急停模块的功能性整合到可插装到负载开关16、18上的急停插装模块12、14中，其中在急停插装模块12、14的每一个中实现至少一个利用负载开关16、18强制控制的常闭电路42、44以检测负载开关16、18的开关状态。

尤其是根据本发明实施方式取消反馈电路所需的布线，因为已将常闭触点54、56整合在急停模块12、14中。

图4示出负载开关16、18以及插装在其上的急停模块12、14。它们仅通过通信连接82彼此连接，从而除了减少的空间需求之外还确保了降低的布线成本。

连接线路66、68、74、76可以在交货时就已安装在急停插装模块12、14上，从而在插装急停插装模块12、14之后，使用者仅仅还须将这些连接线路与负载开关16、18的端子70或72、73连接。

图5纯示意性地示出保护电路84的第二实施方式，该保护电路84包括可以插装在负载开关16上的第一急停插装模块86以及可以插装在负载开关18上的第二急停插装模块88。

在所示实施方式中，急停插装模块86包括逻辑电路90，该逻辑电路90通过连接线路92与供电电压L连接。此外逻辑电路90通过连接线路94与中性导线N连接。

在急停插装模块86上设置用于急停开关108的常闭触点104、106的接线端子96、98以及100、102。接线端子96–102与逻辑电路90连接。

为了控制第一负载开关16设置包括常开触点112、114的第一释放路径110以及包括常开触点118、120的第二释放路径116。所述释放路径在输入端侧通过内部连接线路122与供电电压L连接。

释放路径110的输出端与接线端子124连接，该接线端子124通过连接线路126与负载开关16的端子连接。负载开关16的第二端子通过连接线路128与急停插装模块86的端子130连接，该端子130在内部与中性导线N连接。

释放路径110、116的常开触点112、118以及114、120可分别利用继电器132、134控制，该继电器132、134可以借助于逻辑电路90控制。

此外在急停插装模块86中设置常闭触点136，该常闭触点136通过机械接口138与负载开关116的触点140强制耦合。

通过机械接口136将负载开关160的常开触点140的开关位置机械强制耦合地传递至常闭触点136。由此保证常闭触点136可靠地复现开关16的开关位置。

急停插装模块80可以被称为急停主模块，而与急停插装模块86相比构造更简单的模块88可以被称为急停从模块。该急停从模块包括常闭触点142，该常闭触点142通过机械接口144与负载开关18的常开触点146机械强制耦合。

在急停从模块88中设置通过连接线路150与负载开关18的一个端子连接的接线端子148以及通过连接线路154与负载开关的第二端子连接的接线端子152。接线端子148、150通过内部连接线路156、158与接线端子160、162连接。所述接线端子160、162通过连接线路164、166与急停主模块86的接线端子168、170连接。接线端子168与第二释放路径116的端子连接，而接线端子170与中性导线94连接。

保护开关的第二实施方式的特征在于，整个逻辑控制装置90以及具有常开触点105、118；114、120的辅助继电器132、134整合在被称为急停主模块的急停插装模块86中。相反在急停从模块88中仅整合机械强制耦合的常闭触点142以及用于与释放路径连接的连接线路156和用于与地电势连接的连接线路158。常闭触点142同样利用端子172、174引向外部，并且通过连接线路176、178与急停主模块86的端子180、182连接，所述端子180、182通过连接线路184、186与逻辑电路90连接，从而可以检测常闭触点142的开关状态。

图6示出保护电路188的第三实施方式，其同样具有急停主模块190和急停从模块192。

急停主模块190包括与急停主模块190的接线端子196连接的逻辑电路194，该接线端子196在外部通过馈电线198与供电电压L连接。此外逻辑电路194与接线端子200连接，该接线端子200通过连接线路202与中性导线N连接。

此外急停主模块190包括用于急停开关216的常闭触点212、214的接线端子204、206、208、210。

常闭触点218也整合在急停主模块190中，该常闭触点218通过机械接口220与负载开关16的常开触点140机械强制耦合。常闭触点218的端子与逻辑电路194连接。

急停主模块190的第一释放路径222包括由电子半导体开关元件224、226组成的串联电路，该电子半导体开关元件224、226可以分别通过控制线路228、230借助于逻辑电路194控制。

相应地在急停从模块192中设置第二释放路径232，该第二释放路径232包括由半导体开关元件234、236组成的串联电路，所述半导体开关元件234、236分别利用控制线路238、240与急停主模块190的逻辑电路194连接。该连接通过与接线端子246、248或250、252连接的连接线路242、244实现。

最后常闭触点254也整合在急停从模块192中，该常闭触点254通过机械接口256与负载开关18的常开触点146机械强制耦合。常闭触点的端子与急停从模块192的接线端子256、258连接，该接线端子256、258通过连接线路260、262与急停主模块190的接线端子264、266连接。接线端子264、266在内部与逻辑电路194连接以检测常闭触点254的开关状态。

释放路径222的输出端与端子268连接，该端子268通过连接线路270与负载开关16的第一端子连接，而负载开关16的第二端子通过连接线路272与接线端子274连接，该接线端子274通过内部连接线路276与中性导线N连接。

在急停主模块192中的释放路径232的输出端与端子278连接，该端子278通过连接线路280与负载开关18的一个控制输入端连接，负载开关18的第二控制输入端与急停主模块192的端子282连接。通过内部连接284，接线端子282与另一接线端子286连接，该另一接线端子286通过连接线路288在外部与中性导线N连接。释放路径232的输入端与接线端子290连接，该接线端子290在外部通过连接线路292与供电电压L连接。

根据图5的急停模块的实施方案的特征在于，在该实施方式中，用于控制负载开关16、18的继电器132、134安置在主模块中。然而出于位置原因，将继电器134整合在从模块中也可以有意义的。但是在这种情况下在主模块和从模块之间需要更多连接线路。

替换地，在图6所示的实施方式中可以将负载开关16、18通过半导体开关224、226；234、236连接。在这种情况下，从模块192同样可以与供电电压L和中性导线N相连。主模块和从模块之间的连接260、262；242、244的数量也可以实现持久不变，因为两个功率开关16、18通常以彼此接近的方式安装。该连接在任何情况下都必须长到可以使得两个功率开关16、18并排地或者相叠地安装。

Claims (5)

1.一种急停模块装置，包括：

逻辑电路，用以检测急停开关的常闭触点的开关状态以及利用第一和第二释放路径的开关元件控制第一负载开关和第二负载开关来安全接通和断开负载，

其中所述急停模块装置具有第一急停模块以及第二急停模块，

其中，所述第一和第二急停模块被构造成能够分别插装到所述第一和第二负载开关上的插装模块，

其中，所述第一和第二急停模块中的每一个具有至少一个利用所耦合的负载开关机械强制控制的开关器件，

其中，所述第一急停模块和第二急停模块各自具有逻辑电路和所述第一和第二释放路径中的一个释放路径，

其中，所述第一急停模块和第二急停模块各自具有用于所述急停开关的常闭触点的输入端子，以及

其中，所述逻辑电路通过通信连接而彼此耦合以用于改变所述常闭触点的开关状态、所述强制控制的开关器件的开关状态以及所述第一和第二释放路径的开关元件的开关状态。

2.根据权利要求1所述的急停模块装置，

其中，所述强制控制的开关器件被构造为用于检测所述第一和第二负载开关的开关状态的机械常闭触点。

3.根据权利要求1所述的急停模块装置，

其中，所述强制控制的开关器件被构造为用于检测所述第一和第二负载开关的开关状态的光学开关元件。

4.根据权利要求1所述的急停模块装置，

其中，所述第一和第二释放路径的所述开关元件被构造成常开触点，所述开关元件分别在第一和第二释放路径中设置成两个常开触点的串联电路。

5.根据权利要求1所述的急停模块装置，

其中，所述开关元件被构造成半导体开关元件来控制所述第一和第二负载开关，所述半导体开关元件通过使用所述逻辑电路来控制。