CN206992014U - 安全继电器 - Google Patents

Abstract

一种安全继电器，S11经电阻R8连接光耦PHC1控制端正极，光耦控制端负极连接电源指示灯CH1，经第一强制导向继电器KA1触点KA1‑3连接到二极管D6、电阻R6，经第一强制导向继电器KA1线圈接地，形成一组回路；S33连接到光耦PHC1输出端正极，光耦PHC1输出端负极连接电阻R3，并反向经稳压二极管DR1连接到电阻R4，再连接到第一强制导向继电器KA1触点KA1‑1接地；S33同时连接第二强制导向继电器KA2线圈，经开关二极管D9连接到三极管Q2，再连接到第一强制导向继电器KA1触点KA1‑1接地；S33经第二强制导向继电器KA2线圈连接到本身触点KA2‑4，再连接到电源指示灯CH2。

Description

安全继电器

技术领域

本实用新型涉及一种电气控制装置，尤其涉及一种在电气安全控制***中使用的安全继电器。

背景技术

在具有安全要求的机器中，普通的继电器和PLC被广泛地作为控制模块，对安全功能进行监控。从表面来看，这样的机器在一定条件下能够保证安全运转。但是，当普通的继电器或PLC由于自身缺陷或外界原因导致功能失效时（如触点熔焊、电气短路、处理器紊乱等故障），就会丢失安全保护功能，如电气急停拍下后，由于触点熔焊在一起而不能断开，导致操作者易出现人身安全事故。

实用新型内容

本实用新型针对不足，提供一种安全性能大大提高的安全继电器。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种安全继电器，包括外壳，外壳包括壳体，壳体前侧连接有上端盖，壳体后侧连接有金属卡扣，壳体内设有电路板，电路板上连接有接线端子底座和状态指示灯，接线端子底座上安装有外部接线端子，外部接线端子和状态指示灯从上端盖上对应的开孔处穿出，其特征在于，电路板上还连接有逻辑电路，逻辑电路上连接有二极管、三极管、电阻、电容、光耦和第一强制导向继电器KA1、第二强制导向继电器KA2，电源经L+、L-接入，经整流器，S11为电源正极，S21为电源负极，同时利用第一强制导向继电器KA1触点KA1-1、KA1-3及KA2触点KA2-2、KA2-4，由外部电子元器件构成所述逻辑电路；S11经电阻R8连接光耦PHC1控制端正极，光耦控制端负极连接电源指示灯CH1，经第一强制导向继电器KA1触点KA1-3连接到二极管D6、电阻R6，经第一强制导向继电器KA1线圈接地，形成一组回路；S33连接到光耦PHC1输出端正极，光耦PHC1输出端负极连接电阻R3，并反向经稳压二极管DR1连接到电阻R4，再连接到第一强制导向继电器KA1触点KA1-1接地，形成一组回路；S33同时连接第二强制导向继电器KA2线圈，经开关二极管D9连接到三极管Q2，再连接到第一强制导向继电器KA1触点KA1-1接地，形成一组回路；S33经第二强制导向继电器KA2线圈连接到本身触点KA2-4，再连接到电源指示灯CH2，并接地形成一组回路；S34连接第二强制导向继电器KA2触点KA2-2，再连接开关二极管D4及稳压二极管DR2，连接到第一强制导向继电器KA1线圈，并接地形成一组回路。

本实用新型通过使用两个强制导向继电器并联及内部逻辑电路，实现了电路冗余、多样的结构，安全输出1组辅助触点，可实现自我检测和监控，安全输出3组触点可实现反馈回路，两个继电器均为强制导向继电器，其内部设有导向杆，能够保证当有一组触点熔焊时，其余触点保持0.5mm以上的间距，提高了电气元件的安全可靠性能。以上这些安全措施能够保证安全继电器在本身缺陷或外部故障的情况下，依然具备安全功能，并且可以及时的将故障检测出来，从而在最大程度上保证了整个安全控制***的正常运行，保护了人和机器的安全。在电气安全控制***中使用该安全继电器，连接相应的外部接线端子后，即可实现安全回路的自我监控，且可以达到一定的电气安全等级要求。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中电路板的结构示意图；

图3为本实用新型中上端盖的结构示意图；

图4为本实用新型中壳体的结构示意图；

图5为本实用新型的电路原理示意图；

图6为本实用新型应用后的电路原理示意图；

图7为本实用新型中的逻辑电路结构示意图；

附图中：

1、外部接线端子；2、上端盖；3、壳体；4、金属卡扣；5、接线端子底座；6、状态指示灯；7、电路板；8、逻辑电路；9、第一强制导向继电器；10、铭牌（显示接线端子定义及状态指示）；11、第二强制导向继电器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1至图7所示，一种安全继电器，包括外壳，外壳包括壳体3，壳体3前侧连接有上端盖2，上端盖2前面连接有铭牌10。壳体3后侧连接有金属卡扣4，壳体3内设有电路板7，电路板7上连接有接线端子底座5和状态指示灯6，接线端子底座5上安装有外部接线端子1，外部接线端子1和状态指示灯6从上端盖2上对应的开孔处穿出，电路板7上还连接有逻辑电路8，逻辑电路8上连接有二极管、三极管、电阻、电容、光耦和第一强制导向继电器KA19、第二强制导向继电器KA2，电源经L+、L-接入，经整流器，S11为电源正极，S21为电源负极，同时利用第一强制导向继电器KA1触点KA1-1、KA1-3及KA2触点KA2-2、KA2-4，由外部电子元器件构成所述逻辑电路；S11经电阻R8连接光耦PHC1控制端正极，光耦控制端负极连接电源指示灯CH1，经第一强制导向继电器KA1触点KA1-3连接到二极管D6、电阻R6，经第一强制导向继电器KA1线圈接地，形成一组回路；S33连接到光耦PHC1输出端正极，光耦PHC1输出端负极连接电阻R3，并反向经稳压二极管DR1连接到电阻R4，再连接到第一强制导向继电器KA1触点KA1-1接地，形成一组回路；S33同时连接第二强制导向继电器KA2线圈，经开关二极管D9连接到三极管Q2，再连接到第一强制导向继电器KA1触点KA1-1接地，形成一组回路；S33经第二强制导向继电器KA2线圈连接到本身触点KA2-4，再连接到电源指示灯CH2，并接地形成一组回路；S34连接第二强制导向继电器KA2触点KA2-2，再连接开关二极管D4及稳压二极管DR2，连接到第一强制导向继电器KA1线圈，并接地形成一组回路。

在电源及外部线路接通后本实用新型可实现以下功能：

当按照原理框图接线完成后,接通直流24V电源，则S11经整流器为电源正极，S21为电源负极，由于外部***件正常状态均为常通状态，所以S11-S33、S21-S22均处于导通状态，且在自复位模式下S33-S34也导通，S34为电源正极，电流经KA2继电器一组闭点，到二极管D4及稳压二极管DR2，再经过第一强制导向继电器KA1线圈到S22，形成回路，则第一强制导向继电器KA1动作；第一强制导向继电器KA1继电器常开点则动作为导通状态，由电源正极S11，电流经电阻R8、光耦及第一强制导向继电器KA1触点到二极管D6，再经第一强制导向继电器KA1线圈形成回路，则CH1点亮，第一强制导向继电器且第一强制导向继电器KA1动作状态保持。

由于光耦控制端打开，所以在电源正极S33，电流经光耦输出端到稳压二极管DR1，则三极管Q2导通，故在电源正极S33，电流经第二强制导向继电器KA2线圈到二极管D9，再经三极管Q2到电阻R5，在电容CE1放电状态下，流经光耦控制端形成回路，则第二强制导向继电器KA2动作；动作后，电流经第二强制导向继电器KA2一组触点到CH2指示灯,再到电源负极S21，则CH2点亮，且第二强制导向继电器KA2动作保持。

第一强制导向继电器KA1与第二强制导向继电器KA2剩余触点并联作为安全继电器的安全触点和辅助触点。

本实用新型包括电路板、塑料外壳和外部接线端子，电路板安装在外壳中，外壳由上端盖、壳体和金属卡扣组成，壳体内设有供电路板安装的插槽，盖上上端盖，电路板上的接线端子底座及状态指示灯正好位于上端盖上的各自开孔处，方便安装外部接线端子。金属卡扣紧固在壳体的左右侧，同时固定在35mm标准安装导轨上。

在本实用新型中电路板包括电源处理电路、逻辑电路和第一强制导向继电器、第二强制导向继电器，逻辑电路由二极管、三极管、电解电容及光耦组成，可实现的电气性能包括接线端子接通外部电源、***件（急停或安全门开关）及复位（自动或手动）线路后，由二极管、三极管的导通特性控制光耦，形成内部逻辑控制回路，以控制并联的两组强制导向继电器线圈的通断，并通过电解电容充放电得到一定的复位缓冲时间，以保证安全输出***件工作时的开闭状态，同时输出一组触点反馈到控制***。

本实用新型中的外部接线端子S33和S34短接可实现自动复位，S33和S34间接复位按钮可实现手动复位。

本实用新型外部需提供直流24V电源，在本实用新型中，继电器触点输出3组常开触点，为外部接触器或继电器提供反馈控制循环，继电器触点还输出1组常闭辅助触点，用以监控安全继电器的安全功能是否正常。本实用新型还设置有连接急停按钮、安全门开关和复位按钮的外部接线端子。电路中带有自我监控的冗余电路，即使有一个强制导向继电器损坏，本实用新型的安全功能仍然有效，在每个开关周期中通过正确的断开和闭合可以自动检测继电器的安全功能。

本实用新型中的电路板安装在外壳内，通过外部接线端子与外部器件连接，构成安全控制模块，本实用新型整体通过金属卡扣固定安装于电气柜的35mm D型卡轨上。

电路板上的组成部件包含接线端子底座、状态指示灯、逻辑电路和第一、第二强制导向继电器。外部接线端子与接线端子底座配合，连接相应的外部器件。当外接急停按钮、复位按钮为松脱状态时，则电路板上的状态指示灯POWER点亮，同时第一强制导向继电器KA1、第二强制导向继电器KA2吸合，状态指示灯点亮，输出3个闭点和1个开点信号，且状态保持；当急停按钮或安全门开关被按下时，通过逻辑电路控制，第一强制导向继电器KA1、第二强制导向继电器KA2断开，状态指示灯灭，输出3个开点和1个闭点信号，且状态保持；当急停按钮再次松脱时，逻辑电路控制第一强制导向继电器KA1、第二强制导向继电器KA2保持断开状态，只有当复位按钮按下时，第一强制导向继电器KA1、第二强制导向继电器KA2线圈才得电吸合，输出3个闭点和1个开点信号，且状态保持。强制导向继电器包含第一强制导向继电器KA1、第二强制导向继电器KA2两个继电器，且两个继电器为并联，保证一个继电器出现异常时，另一个继电器可正常输出触点状态。

塑料外壳的上端盖上开孔安装固定状态指示灯和外部接线端子，上端盖贴装铭牌，用于指示相应的外部接线信号定义，并通过使用说明书进行端子接线作业。

塑料外壳下端的壳体内部设有插槽和定位凸起，用于固定电路板，有金属卡扣固定壳体左右侧，并提供D型槽进行D型卡轨安装；壳体侧面贴装铭牌。

通过铭牌及使用说明书对该安全继电器进行接线，外部直流24V电源通过L+、L-端子接入，S11-S33与S21-S22为两路输入信号，接外部***件输出触点（如急停按钮两路闭点），S33-S34为复位回路，外接复位按钮，则构成手动复位，短接则构成自动复位，且复位延时时间由逻辑电路控制，13-14、23-24和33-34为安全触点，外接外部交流接触器或断路器相应触点，41-42为辅助触点，外接到PLC，用以监控安全继电器动作是否正常。

通电后，安全继电器电源指示灯POWER点亮，安全继电器直接监控外部***件（如急停按钮、安全门开关等）的工作状态，如急停按钮松脱，则指示灯CH1、CH2点亮，输出3组闭点，以连接外部设备（如交流接触器线圈），同时 41-42输出一个开点信号给PLC，***判定急停按钮为松脱状态。当急停按钮按下时，指示灯CH1、CH2熄灭，输出3个开点，断开外部设备，并输出一个闭点信号给PLC，***判定此时急停按钮工作状态为断开。当急停按钮再次松脱时，指示灯CH1、CH2并不能点亮，需要判定S33-S34复位回路状态，当复位回路导通（或复位按钮接通）时，指示灯CH1、CH2才能点亮，此过程可保证操作人员再次确认操作环节安全后，机器才能运转。

如图6所示，为该安全继电器的应用原理图，外部***件（急停按钮、安全门开关或光幕）连接安全继电`助触点接到PLC，用以监控安全继电器工作状态，同时PLC输出信号控制外部断路器，由复位按钮与外部接触器构成复位反馈回路，可保证在接触器吸合状态时，复位回路无效，以保证电气正常运行时，该复位回路不起作用。

Claims (2)

1.一种安全继电器，包括外壳，外壳包括壳体（3），壳体（3）前侧连接有上端盖（2），壳体（3）后侧连接有金属卡扣（4），壳体（3）内设有电路板（7），电路板（7）上连接有接线端子底座（5）和状态指示灯（6），接线端子底座（5）上安装有外部接线端子（1），外部接线端子（1）和状态指示灯（6）从上端盖（2）上对应的开孔处穿出，其特征在于，电路板（7）上还连接有逻辑电路（8），逻辑电路（8）上连接有二极管、三极管、电阻、电容、光耦和第一强制导向继电器KA1（9）、第二强制导向继电器KA2（11），DC24V电源经整流器，为安全继电器提供电源，同时利用第一强制导向继电器KA1（9）触点KA1-1、KA1-3及第二强制导向继电器KA2触点KA2-2、KA2-4，由外部电子元器件构成所述逻辑电路；电流经电阻R8连接光耦PHC1控制端正极，光耦PHC1控制端负极连接电源指示灯CH1，经第一强制导向继电器KA1触点KA1-3连接到二极管D6、电阻R6，经第一强制导向继电器KA1线圈接地，形成一组回路；电流连接到光耦PHC1输出端正极，光耦PHC1输出端负极连接电阻R3，并反向经稳压二极管DR1连接到电阻R4，再连接到第一强制导向继电器KA1触点KA1-1接地，形成一组回路；电流同时连接第二强制导向继电器KA2线圈，经开关二极管D9连接到三极管Q2，再连接到第一强制导向继电器KA1触点KA1-1接地，形成一组回路；电流经第二强制导向继电器KA2线圈连接到本身触点KA2-4，再连接到电源指示灯CH2，并接地形成一组回路；电流连接第二强制导向继电器KA2触点KA2-2，再连接开关二极管D4及稳压二极管DR2，连接到第一强制导向继电器KA1线圈，并接地形成一组回路。

2.根据权利要求1所述的安全继电器，其特征在于，所述上端盖（2）前面还连接有铭牌（10）。