CN103149868B - 继电器故障安全电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种继电器故障安全电路，包括分别跨接在安全输入电压端两端第一继电器支路和至少三个其它继电器支路，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至少一个回路常开触点；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至少一个回路常闭触点。本发明使得即使电路中两个继电器的触点同时发生粘连，系统也可以保证电路安全。
Description
技术领域
本发明涉及安全电路技术领域，尤其涉及一种继电器故障安全电路。
背景技术
在列车运行控制，信号控制等安全相关的控制领域中，对控制系统的安全性和可靠性有较高的要求，而利用继电器控制电路是最为普遍和常见的。这就为继电器的安全性和可靠性提出了比较高的要求。
继电器一般分为电磁继电器、热敏干簧继电器、固态继电器，而热敏干簧继电器和固态继电器都不是安全器件，而电磁继电器可以制作成安全继电器，利用安全继电器，可以提高输出电路的安全性和可靠性。
在安全输出电路中，利用安全继电器来驱动外部电路是比较常见的方法之一。所谓“安全继电器”并不是“没有故障的继电器”，而是发生故障时可以做出有规则的动作，具有强制导向接点结构，万一发生接点溶接现象也能确保安全之继电器。
关于强制导向接点，见图1所示，是当a接点熔接后，在线圈无励磁状态下所有的b接点都确保0.5mm以上的接点间歇。此外即使b接点熔接，在线圈无励磁状态下所有的a接点都确保0.5mm以上的接点间隙。
利用安全继电器的这个特性，可以设计安全输出电路。但在设计过程中，还需要考虑一旦有一个或多个触点(不是所有触点)粘连后，系统还能切断输出回路，并且保证系统一直处于切断状态，回路再也无法闭合。
为了实现上述的要求，出现了3个继电器组合来控制安全输出的电路，如图2所示，在我们的系统中，需要使用继电器触点来控制列车的紧急制动，紧急制动是列车控制中最重要的控制，可以在列车发生安全隐患的时候来保证列车可以导向安全侧，所以需要采用安全性非常高的安全输出进行控制，三个继电器的触点K02-3、K03-3和K01-3组成的回路将驱动车辆的紧急制动机构，当回路断开时列车将实施紧急制动，回路闭合时不实施。
当安全输入为24V时，将首先推动继电器K01吸起，然后继电器K02和K03被吸起后自保持，三个继电器的触点K02-3、K03-3和K01-3触点组成的回路将闭合，系统不输出紧急制动。(因为触点K02-1和K03-1切断了继电器K01的驱动回路，所以虽然安全输入电压一直有效，但是继电器K01也无法吸起。)
当安全输入为0V时，三个继电器K01、K02和K03都将失去24V电源，均会落下，所以系统将出于紧急制动状态。
从图2可以分析，当触点K01-1或K01-2粘连后，常闭触点K01-3不可能处于闭合状态，系统的安全输出肯定被切断。
当触点K02-3粘连后，可以利用切断触点K03-3来切断系统的安全输出，此时触点K02-1将不可能处于闭合状态，安全切断后，当安全输入为24V时，继电器K01无法吸起，继电器K02和K03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，触点K03-3也可以类似分析。
同理触点K02-2，K03-2若发生粘连，则触点K02-1，K03-1一定是断开的，系统将一直处于安全关断状态。
但是系统不能解决触点K02-3和K03-3同时粘连的情况，此时安全输出不能切断。虽然这种概率非常低，但是在有可能的情况下，需要对这个电路进行改进。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：提供一种继电器故障安全电路，使得即使电路中两个继电器的触点同时发生粘连，系统也可以保证电路安全。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种继电器故障安全电路，包括分别跨接在安全输入电压端两端第一继电器支路和至少三个其它继电器支路，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至少一个回路常开触点；
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至少一个回路常闭触点。
优选地，所述第一继电器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。
优选地，所述第一继电器设有两个串联于所述安全输出回路中的回路常闭触点。
优选地，所述每个其它继电器分别设有两个串联于所述安全输出回路中的回路常开触点。
优选地，所述故障安全电路包括三个其它继电器支路，分别为：
第二继电器支路，包括串联在所述第二继电器支路上的第二继电器和第二继电器自串联常开触点，以及与所述第二继电器并联的二极管；
第三继电器支路，包括串联在所述第三继电器支路上的第三继电器和第三继电器自串联常开触点，以及与所述第三继电器并联的二极管；
第四继电器支路，包括串联在所述第四继电器支路上的第四继电器和第四继电器自串联常开触点，以及与所述第四继电器并联的二极管；
所述第二继电器、第三继电器和第四继电器分别具有与所述第一继电器串联的第二继电器常闭触点、第三继电器常闭触点和第四继电器常闭触点；以及串联连接在所述安全输出回路中的第二继电器第三回路常开触点、第三继电器第三回路常开触点和第四继电器第三回路常开触点；
所述第一继电器设有与所述第二继电器自串联常开触点并联的第一继电器第一常开触点、与所述第三继电器自串联常开触点并联的第一继电器第二常开触点、与所述第四继电器自串联常开触点并联的第一继电器第三常开触点、以及串联于所述安全输出回路中的第一继电器第四回路常闭触点。
优选地，所述第二继电器、第三继电器和第四继电器还分别包括串联连接在所述安全输出回路中的第二继电器第四回路常开触点、第三继电器第四回路常开触点和第四继电器第四回路常开触点；所述第一继电器还包括串联连接在所述安全输出回路中的第一继电器第五回路常闭触点。
(三)有益效果
1、本发明提高了安全继电器组合输出的安全性，保证了如果两个继电器同时发生粘连，系统也可以导向安全；
2、本发明配置灵活，根据不同系统对于安全性的要求，一组安全继电器组合组成的触点可以分别驱动两个外部电路，也可以串联起来驱动一个外部电路。
附图说明
图1为现有技术中继电器接点熔接示意图；
图2为现有技术三个继电器组成的安全电路结构示意图；
图3为根据本发明实施例四个继电器组成的安全电路结构示意图；
其中，K1：所述第一继电器；K1-1：第一继电器第一常开触点；K1-2：第一继电器第二常开触点；K1-3：第一继电器第三常开触点；K1-4：第一继电器第四回路常闭触点；K1-5：第一继电器第五回路常闭触点；K2：第二继电器；K2-1：第二继电器常闭触点；K2-2：第二继电器自串联常开触点；K2-3：第二继电器第三回路常开触点；K2-4：第二继电器第四回路常开触点；K3：第三继电器；K3-1：第三继电器常闭触点；K3-2：第三继电器自串联常开触点；K3-3：第三继电器第三回路常开触点；K4-3：第四继电器第三回路常开触点；K4：第四继电器；K4-1：第四继电器常闭触点；K4-2：第四继电器自串联常开触点；K3-4：第三继电器第四回路常开触点；K4-4：第四继电器第四回路常开触点。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。
如图3所示，本实施例记载了一种继电器故障安全电路，包括跨接在安全输入电压端两端的：
第一继电器支路，包括串联在所述第一继电器支路上的第一继电器K1、第二继电器常闭触点K2-1、第三继电器常闭触点K3-1和第四继电器常闭触点K4-1，以及与所述第一继电器K1并联的二极管和电容，以使得第一继电器K1延迟缓放；
第二继电器支路，包括串联在所述第二继电器支路上的第二继电器K2和第二继电器自串联常开触点K2-2，与所述第二继电器自串联常开触点K2-2并联的第一继电器第一常开触点K1-1，以及与所述第二继电器K2并联的二极管；
第三继电器支路，包括串联在所述第三继电器支路上的第三继电器K3和第三继电器自串联常开触点K3-2，与所述第三继电器自串联常开触点K3-2并联的第一继电器第二常开触点K1-2，以及与所述第三继电器K3并联的二极管；
第四继电器支路，包括串联在所述第四继电器支路上的第四继电器K4和第四继电器自串联常开触点K4-2，与所述第四继电器自串联常开触点K4-2并联的第一继电器第三常开触点K1-3，以及与所述第四继电器K4并联的二极管；
所述第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3和第四继电器K4分别包括串联连接在所述安全输出回路中的第一继电器第四回路常闭触点K1-4、第二继电器第三回路常开触点K2-3、第三继电器第三回路常开触点K3-3和第四继电器第三回路常开触点K4-3。
在本实施例中，由第一继电器第四回路常闭触点K1-4、第二继电器第三回路常开触点K2-3、第三继电器第三回路常开触点K3-3和第四继电器第三回路常开触点K4-3组成的安全回路将驱动车辆的紧急制动机构，当回路断开时列车将实施紧急制动，回路闭合时列车不实施紧急制动。
当安全输入为24V时，将首先推动第一继电器K1吸起，然后第二继电器K2、第三继电器K3、和第四继电器K4被吸起后自保持，由于第二继电器常闭触点K2-1、第三继电器常闭触点K3-1和第四继电器常闭触点K4-1在第二继电器K2、第三继电器K3、和第四继电器K4被吸起后分别被断开，因此第一继电器支路将断开，第一继电器K1无法被吸起。此时由第一继电器第四回路常闭触点K1-4、第二继电器第三回路常开触点K2-3、第三继电器第三回路常开触点K3-3和第四继电器第三回路常开触点K4-3组成的安全输出回路闭合。
当安全输入为0V时，第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3、和第四继电器K4四个继电器都将失去24V电源，均会落下，所以安全输出回路将断开。
从图3可以看出，当第一继电器第一常开触点K1-1或第一继电器第二常开触点K1-2触点粘连后，第一继电器第四回路常闭触点K1-4不可能处于闭合状态，系统的安全输出肯定被切断。
当第二继电器第三回路常开触点K2-3粘连后，可以利用切断第三继电器第三回路常开触点K3-3来切断系统的安全输出，此时第二继电器常闭触点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，第一继电器K1无法吸起，第二继电器K2、第三继电器K3和第四继电器K4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。
同理第二继电器自串联常开触点K2-2和第三继电器自串联常开触点K3-2若发生粘连，则第二继电器常闭触点K2-1和第三继电器常闭触点K3-1一定是断开的，系统将一直处于安全关断状态。
因此，本申请四个继电器的组合可以保证同时有两个继电器同时发生粘连，系统也能保证安全。
在本实施例中，所述第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3和第四继电器K4还分别包括串联连接在安全输出回路中的第一继电器第五回路常闭触点K1-5、第二继电器第四回路常开触点K2-4、第三继电器第四回路常开触点K3-4和第四继电器第四回路常开触点K4-4。在本发明的其它实施例中，根据需要，本发明的所述第一继电器K1、第二继电器K2、第三继电器K3和第四继电器K4可以仅在输出回路中具有一个触点，或具有比两个更多的触点。
根据不同系统对安全性的不同要求，所述第一继电器第四回路常闭触点K1-4、第二继电器第三回路常开触点K2-3、第三继电器第三回路常开触点K3-3和第四继电器第三回路常开触点K4-3串联而成的触点组合，与第一继电器第五回路常闭触点K1-5、第二继电器第四回路常开触点K2-4、第三继电器第四回路常开触点K3-4和第四继电器第四回路常开触点K4-4串联而成的触点组合可以分别驱动两个外部电路，也可串联起来驱动一个外部电路，其中串联在一起时，可以进一步提高安全输出的安全性。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (6)
1.一种继电器故障安全电路，其特征在于，包括分别跨接在安全输入电压端两端第一继电器支路和至少三个其它继电器支路，所述第一继电器支路上串联有第一继电器(K1)，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(K1)串联的常闭触点，与所述其他继电器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至少一个回路常开触点；
所述第一继电器(K1)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至少一个回路常闭触点。
2.如权利要求1所述的继电器故障安全电路，其特征在于，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。
3.如权利要求1所述的继电器故障安全电路，其特征在于，所述第一继电器(K1)设有两个串联于所述安全输出回路中的回路常闭触点。
4.如权利要求1所述的继电器故障安全电路，其特征在于，所述每个其它继电器分别设有两个串联于所述安全输出回路中的回路常开触点。
5.如权利要求1所述的继电器故障安全电路，其特征在于，所述故障安全电路包括三个其它继电器支路，分别为：
第二继电器支路，包括串联在所述第二继电器支路上的第二继电器(K2)和第二继电器自串联常开触点(K2-2)，以及与所述第二继电器(K2)并联的二极管；
第三继电器支路，包括串联在所述第三继电器支路上的第三继电器(K3)和第三继电器自串联常开触点(K3-2)，以及与所述第三继电器(K3)并联的二极管；
第四继电器支路，包括串联在所述第四继电器支路上的第四继电器(K4)和第四继电器自串联常开触点(K4-2)，以及与所述第四继电器(K4)并联的二极管；
所述第二继电器(K2)、第三继电器(K3)和第四继电器(K4)分别具有与所述第一继电器(K1)串联的第二继电器常闭触点(K2-1)、第三继电器常闭触点(K3-1)和第四继电器常闭触点(K4-1)，以及串联连接在所述安全输出回路中的第二继电器第三回路常开触点(K2-3)、第三继电器第三回路常开触点(K3-3)和第四继电器第三回路常开触点(K4-3)；
所述第一继电器(K1)设有与所述第二继电器自串联常开触点(K2-2)并联的第一继电器第一常开触点(K1-1)、与所述第三继电器自串联常开触点(K3-2)并联的第一继电器第二常开触点(K1-2)、与所述第四继电器自串联常开触点(K4-2)并联的第一继电器第三常开触点(K1-3)、以及串联于所述安全输出回路中的第一继电器第四回路常闭触点(K1-4)。
6.如权利要求5所述的继电器故障安全电路，其特征在于，所述第二继电器(K2)、第三继电器(K3)和第四继电器(K4)还分别包括串联连接在所述安全输出回路中的第二继电器第四回路常开触点(K2-4)、第三继电器第四回路常开触点(K3-4)和第四继电器第四回路常开触点(K4-4)；所述第一继电器(K1)还包括串联连接在所述安全输出回路中的第一继电器第五回路常闭触点(K1-5)。
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