CN106960765A - 负载控制装置 - Google Patents

Abstract

通过继电器的开闭对负载的动作进行控制的负载控制装置具备：继电器控制部，其对继电器输出断开指令和闭合指令；电源调整部，其对在继电器的触点闭合时在继电器的触点间流过的电流或施加的电压进行调节；触点电阻测定部，其对继电器的触点电阻的电阻值进行测定；以及调整指令生成部，其在由触点电阻测定部测定出的电阻值变为规定阈值以上时，向电源调整部输出用于使在继电器的触点间流过的电流或施加的电压变为比正常值大的值的增加指令，在增加指令输出后，在由触点电阻测定部测定出的电阻值变为小于规定阈值且从继电器控制部接收到闭合指令时，向电源调整部输出用于使在继电器的触点间流过的电流或施加的电压恢复到正常值的解除指令。

Description

负载控制装置

技术领域

本发明涉及一种通过继电器的开闭来控制向负载供给的电力、由此对负载的动作进行控制的负载控制装置。

背景技术

以往以来，通过设置在电源与负载之间的继电器的开闭来对安装于机床的泵、灯等负载的动作进行控制。图4是对一般的负载控制装置的动作进行说明的图。继电器控制部111根据通过作业者(用户)的操作而输入的负载控制指令、或从基于规定的程序进行动作的外部装置(未图示)输入的负载控制指令，来对继电器2输出断开指令或闭合指令。继电器2设置在电源4与负载3之间。负载控制装置101具有继电器控制部111。继电器2当从继电器控制部111接收到闭合指令时，使触点闭合。当继电器2的触点闭合时，构成包括继电器2、电源4以及负载3的闭合电路来从电源4向负载3供给电力。另外，继电器2当从继电器控制部111接收到断开指令时，使触点断开。当继电器2的触点断开时，不从电源4向负载3供给电力。这样，通过负载控制装置101来对继电器2的开闭动作进行控制，由此对从电源4向负载3供给的电力进行调整，从而对负载3的动作进行控制。

当氧化物(氧化硅)、碳化物等在继电器的触点处沉积时，会发生接触不良(导通不良)之类的故障。

例如，如日本特开平4-216293号公报所记载的那样，存在如下方法：针对继电器的触点设置继电器动作检测电路，不使负载动作而通过继电器动作检测电路来对继电器的接触不良进行检测。

另外，如日本特开2013-105550号公报所记载的那样，作为防止因氧化物、碳化物等在继电器的触点处沉积而导致的故障的对策，存在如下方法：通过使在继电器的触点间流过的电流、施加的电压变大而在继电器的开闭时发生的电弧放电，来对沉积在触点处的氧化物、碳化物进行净化。

另外，例如，如日本特开2000-182495号公报所记载的那样，作为不利用电弧放电的净化方法，存在如下方法：在检测出接触不良、想要清扫触点的情况下，强制性地使触点开闭，由此通过由开闭动作引起的振动、消除作用来对触点进行净化。

如上所述，氧化物、碳化物等沉积在继电器的触点处而发生的接触不良(导通不良)等故障会带来负载控制装置的运行效率的下降。特别是，在具有继电器的机床中，存在以下担忧：这种故障的发生不仅会导致运行效率的下降，还会导致重大事故的发生。因而，对继电器的故障进行检测是重要的。

根据日本特开平4-216293号公报所记载的方法，能够对继电器的接触不良进行检测，因此由接触不良引起的重大事故的发生的可能性低，但是无法将接触不良防患于未然。问题在于，随着时间的经过，氧化物、碳化物等在继电器的触点处逐渐沉积，因此继电器的接触不良是不可避免的。

另外，根据日本特开2013-105550号公报所记载的方法，通过电弧放电来对沉积在继电器的触点处的氧化物、碳化物进行净化，因此能够防止由氧化物、碳化物的沉积引起的接触不良。然而，电弧放电本身是使继电器的触点损伤的现象，因此终究无法避免继电器的触点的寿命缩短、熔接等故障发生。特别是，与继电器的触点闭合时的电弧放电相比，继电器的触点断开时的电弧放电的放电能量大且持续时间长，因此成为触点的寿命缩短、熔接的重要原因。

另外，在日本特开2000-182495号公报所记载的方法中，不利用电弧放电而是通过由继电器的触点的强制性的开闭动作引起的振动来对氧化物、碳化物等沉积物进行消除。然而，由继电器的触点的强制性的开闭动作引起的振动小，因此在所要消除的沉积物、触点本身的重量轻的情况下，无法期待消除效果。

发明内容

发明要解决的问题

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能够防止为了对负载的动作进行控制而使用的继电器的接触不良的负载控制装置。

为了实现上述目的，通过继电器的开闭对用于使负载进行动作的电力进行控制的负载控制装置具备：继电器控制部，其输出用于指示继电器的触点的断开的断开指令和用于指示继电器的触点的闭合的闭合指令；电源调整部，其根据接收到的调整指令来对在继电器的触点闭合以向负载供给电力时在继电器的触点间流过的电流或施加的电压进行调节；触点电阻测定部，其对继电器的触点电阻的电阻值进行测定；以及调整指令生成部，其在由触点电阻测定部测定出的电阻值变为规定阈值以上时，对电源调整部输出用于使在继电器的触点间流过的电流或施加的电压变为比正常值大的值的调整指令、即增加指令，在增加指令输出后，在由触点电阻测定部测定出的电阻值变为小于规定阈值且从继电器控制部接收到闭合指令时，对电源调整部输出用于使在继电器的触点间流过的电流或施加的电压恢复到正常值的调整指令、即解除指令。

另外，也可以是，调整指令生成部在由触点电阻测定部测定出的电阻值变为规定阈值以上且从继电器控制部接收到断开指令时，对电源调整部输出增加指令。

附图说明

通过参照下面的附图，会更明确地理解本发明。

图1是表示基于实施例的负载控制装置的结构图。

图2是表示基于实施例的负载控制装置的动作流程的流程图。

图3是表示基于实施例的变形例的负载控制装置的动作流程的流程图。

图4是说明一般的负载控制装置的动作的图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明防止继电器的触点的接触不良的负载控制装置。然而，希望理解的是，本发明并不限定于附图或以下所说明的实施方式。

图1是表示基于实施例的负载控制装置的结构图。在此，说明通过继电器2的开闭来对用于使负载3进行动作的电力进行控制的负载控制装置1。关于负载3的种类，并不特别限定本发明，例如存在安装于机床的泵、灯等。另外，关于继电器2的构造本身，也不特别限定本发明。在本发明中，在满足规定的条件时，将在继电器2的触点间流过的电流或施加的电压变更为比处于正常状态时的值大的值，通过此时在继电器2的开闭时所发生的电弧放电，来对沉积在继电器2的触点处的氧化物、碳化物进行净化。

基于实施例的负载控制装置1具备继电器控制部11、电源调整部12、触点电阻测定部13以及调整指令生成部14。

继电器控制部11根据通过作业者(用户)的操作而输入的负载控制指令或从基于规定的程序进行动作的外部装置(未图示)输入的负载控制指令，来输出用于指示继电器2的触点的断开的断开指令和用于指示继电器2的触点的闭合的闭合指令。例如，在机床的情况下，继电器控制部11被设置在数值控制装置(CNC)所具有的运算处理装置内、或者构成为继电器专用的微计算机。通过从继电器控制部11输出的断开指令和闭合指令，来对继电器2的开闭动作进行控制。

电源调整部12根据接收到的调整指令来对在继电器2的触点闭合以向负载3供给电力时在继电器2的触点间流过的电流或施加的电压进行调节。根据接收到的调整指令来调节的是在继电器2的触点间流过的电流和在继电器2的触点间施加的电压中的任一方。调整指令是由调整指令生成部14生成的，存在增加指令和解除指令，其中，该增加指令用于使在继电器2的触点间流过的电流或施加的电压变为比正常值大的值，该解除指令用于使增加后的在继电器2的触点间流过的电流或施加的电压恢复到正常值，关于详细内容在后面进行叙述。电源调整部12例如只要能够根据接收到的调整指令来对在继电器2的触点间流过的电流或施加的电压进行变更即可，例如具有可变电阻器、电压可变型调节器、直流斩波电路或PWM整流器等，是可变电阻器、电压可变型调节器、直流斩波电路、PWM整流器中的任一个与直流电源或交流电源组合而构成的。

触点电阻测定部13对继电器2的触点电阻的电阻值进行测定。触点电阻是指触点相互接触的边界电阻、集中电阻以及可动片、端子及触点等构成电路的导体固有电阻的合成电阻。触点电阻的电阻值是通过对在继电器2的触点闭合时由电压检测部21检测出的在继电器2的触点间施加的电压的值除以由电流检测部22检测出的在继电器2的触点间流过的电流值而得到的。由触点电阻测定部13测定出的电阻值被发送到调整指令生成部14。

调整指令生成部14在由触点电阻测定部13测定出的触点电阻的电阻值变为规定阈值以上时，对电源调整部12输出用于使在继电器2的触点间流过的电流或施加的电压变为比正常值大的值的调整指令、即增加指令。另外，在增加指令输出后，调整指令生成部14在由触点电阻测定部13测定出的触点电阻的电阻值变为小于规定阈值且从继电器控制部11接收到闭合指令时，对电源调整部12输出使在继电器2的触点间流过的电流或施加的电压恢复到正常值的调整指令、即解除指令。例如，在机床的情况下，调整指令生成部14被设置在数值控制装置(CNC)所具有的运算处理装置内、或者构成为继电器专用的微计算机。

关于在继电器2的触点间流过的电流或施加的电压的正常值，只要设定为不会因触点开闭时所发生的电弧放电而导致继电器2的寿命缩短的程度的值即可。另外，增加指令的结果是在继电器2的触点间流过的电流或施加的电压的值变得大于正常值，关于变得大于正常值的在继电器2的触点间流过的电流或施加的电压的值，只要设定为不超过负载3的规格的值即可。所有值都是通过电源调整部12中的调整处理来实现的。

另外，一般来说，沉积在继电器2的触点处的氧化物、碳化物的量增加得越多，触点电阻的电阻值越大，因此关于在调整指令生成部14中作为判别触点电阻的电阻值的基准的上述“规定阈值”，只要设定为在某种程度上比因氧化物、碳化物的沉积而导致接触不良时的电阻值小的值即可。

图2是表示基于实施例的负载控制装置的动作流程的流程图。如上所述，在电源调整部12接收到调整指令时要变更(调整)的是在继电器2的触点间流过的电流或电压，但是在以下的流程图中，为了使说明简明，对调整电流的情况进行说明。

继电器控制部11根据通过作业者(用户)的操作而输入的负载控制指令或从基于规定的程序进行动作的外部装置输入的负载控制指令，来输出用于指示继电器2的触点的断开的断开指令和用于指示继电器2的触点的闭合的闭合指令。由此，对继电器2的开闭动作进行控制。在此期间，在步骤S101中，对继电器2的触点闭合时的继电器2的触点电阻的电阻值进行测定。由触点电阻测定部13测定出的电阻值被发送到调整指令生成部14。

随着氧化物、碳化物等在继电器2的触点处沉积，继电器2的触点电阻的电阻值逐渐变大。在步骤S102中，调整指令生成部14判别在步骤S101中由触点电阻测定部13测定出的触点电阻的电阻值是否变为规定阈值以上。在步骤S102中判定为触点电阻的电阻值小于规定阈值的情况下，返回步骤S101，继续进行继电器2基于由继电器控制部11生成的断开指令或闭合指令进行的开闭动作、以及继电器2的触点闭合时的继电器2的触点电阻的电阻值的测定。另一方面，在步骤S102中判定为触点电阻的电阻值变为规定阈值以上的情况下，进入步骤S103。

在步骤S103中，调整指令生成部14对电源调整部12输出使在继电器2的触点闭合时在继电器2的触点间流过的电流变为比正常值大的值的增加指令。电源调整部12接受该增加指令，对该电流输出设定进行变更，以使在继电器2的触点闭合时在继电器2的触点间流过电流时该电流的值变为比正常值大的值。例如，在以可变电阻器与电源的组合来构成电源调整部12的情况下，电源调整部12在接收到增加指令时将可变电阻器的电阻值变更为比正常时的电阻值小的值。另外，例如，在以电压可变型调节器、直流斩波电路或PWM整流器与电源的组合来构成电源调整部12的情况下，电源调整部12进行电压可变型调节器、直流斩波电路或PWM整流器的开关动作，使得经由电压可变型调节器、直流斩波电路或PWM整流器输出的电流值大于正常时的电流的值。此外，在此对调整电流的情况进行了说明，但是在调整电压的情况下也能够同样地进行调整。

在执行步骤S103的处理后也是当从继电器控制部11输出断开指令或闭合指令时继电器2进行开闭动作，但是在继电器2的触点闭合时在继电器2的触点间流过的电流的值变为比正常值大的值。在执行步骤S103的处理后，在这样的状态下进行继电器2的开闭动作时发生电弧放电。特别是，在继电器2的触点闭合时在继电器2的触点间流过的电流值是比正常值大的值，因此氧化物、碳化物的消除效果高。但是，与继电器2的触点断开时所发生的电弧放电相比，继电器2的触点闭合时所发生的电弧放电的放电能量小且持续时间短，因此即使在继电器2的触点闭合时流过比正常时大的电流，也不会如以往那样触点寿命缩短或触点熔接。

通过在继电器2的开闭时(特别是闭合时)所发生的电弧放电，沉积在继电器2的触点处的氧化物、碳化物被净化，从而继电器2的触点电阻的电阻值逐渐下降。在步骤S104中，对继电器2的触点闭合时的继电器2的触点电阻的电阻值进行测定。由触点电阻测定部13测定出的电阻值被发送到调整指令生成部14。

在步骤S105中，调整指令生成部14判别在步骤S104中由触点电阻测定部13测定出的触点电阻的电阻值是否变为小于规定阈值。在步骤S105中判定为触点电阻的电阻值为规定阈值以上的情况下，返回步骤S103，继续进行继电器2基于由继电器控制部11生成的断开指令或闭合指令而进行的开闭动作、以及继电器2的触点闭合时的继电器2的触点电阻的电阻值的测定。另一方面，在步骤S105中判定为触点电阻的电阻值变为小于规定阈值的情况下，进入步骤S106。

在步骤S106中，调整指令生成部14判别是否从继电器控制部11接收到了闭合指令。在步骤S106中判定为从继电器控制部11接收到了闭合指令的情况下，进入步骤S107。

在步骤S107中，调整指令生成部14对电源调整部12输出使在继电器2的触点间流过的电流恢复到正常值的解除指令。由此，电源调整部12对该电流输出设定进行变更，以使在继电器2的触点闭合时在继电器2的触点间流过电流时该电流的值恢复到正常值。例如，在以可变电阻器与电源的组合来构成电源调整部12的情况下，电源调整部12使接收到解除指令时的可变电阻器的电阻值恢复到正常时的电阻值。另外，例如在以电压可变型调节器、直流斩波电路或PWM整流器与电源的组合来构成电源调整部12的情况下，电源调整部12进行电压可变型调节器、直流斩波电路或PWM整流器的开关动作，使得经由电压可变型调节器、直流斩波电路或PWM整流器输出的电流的值变为正常时的电流的值。此外，在此对调整电流的情况进行了说明，但是在调整电压的情况下也能够同样地进行调整。在执行步骤S107的处理后，返回步骤S101，之后也是当从继电器控制部11输出断开指令或闭合指令时，继电器2进行开闭动作，但是在继电器2的触点闭合时在继电器2的触点间流过的电流值恢复到了正常值。如上所述，在继电器2的触点间流过的电流的正常值被设定为不会因触点开闭时所发生的电弧放电而导致继电器2的寿命缩短的程度的值，因此不会如以往那样触点缩短下降或触点熔接。

图3是表示基于实施例的变形例的负载控制装置的动作流程的流程图。本变形例变更了参照图1和图2说明的实施例中的调整指令生成部14输出增加指令的条件。

与上述的实施例同样，继电器控制部11根据通过作业者(用户)的操作而输入的负载控制指令或从基于规定的程序进行动作的外部装置输入的负载控制指令，来输出用于指示继电器2的触点的断开的断开指令和用于指示继电器2的触点的闭合的闭合指令。由此，对继电器2的开闭动作进行控制。在此期间，在步骤S201中，与上述的实施例中的步骤S101同样，对继电器2的触点闭合时的继电器2的触点电阻的电阻值进行测定。由触点电阻测定部13测定出的电阻值被发送到调整指令生成部14。

在步骤S202中，进行与上述的实施例中的步骤S102同样的处理。即，在步骤S202中，调整指令生成部14判别在步骤S201中由触点电阻测定部13测定出的触点电阻的电阻值是否变为规定阈值以上。在步骤S202中判定为触点电阻的电阻值小于规定阈值的情况下，返回步骤S201，继续进行继电器2基于由继电器控制部11生成的断开指令或闭合指令而进行的开闭动作、以及继电器2的触点闭合时的继电器2的触点电阻的电阻值的测定。另一方面，在步骤S202中判定为触点电阻的电阻值变为规定阈值以上的情况下，进入步骤S203。

在步骤S203中，调整指令生成部14判别是否从继电器控制部11接收到了断开指令。在步骤S203中判定为从继电器控制部11接收到了断开指令的情况下，进入步骤S204，此时，根据从继电器控制部11输出的断开指令而继电器2的触点断开。

在步骤S204中，进行与上述的实施例中的步骤S103同样的处理。即，在步骤S204中，调整指令生成部14对电源调整部12输出使在继电器2的触点闭合时在继电器2的触点间流过的电流变为比正常值大的值的增加指令。电源调整部12接受该增加指令，对该电流输出设定进行变更，以使在继电器2的触点闭合时在继电器2的触点间流过电流时该电流的值变为比正常值大的值。

这样，在本变形例中，在经过步骤S202和S203的判定处理之后，在步骤S204中，调整指令生成部14对电源调整部12输出增加指令。与参照图2说明的实施例不同，作为调整指令生成部14输出增加指令的条件，设为“在由触点电阻测定部13测定出的触点电阻的电阻值变为规定阈值以上(步骤S202)后，在调整指令生成部14从继电器控制部11接收到断开指令时(步骤S203)”是基于以下理由。

即，这是因为，与继电器2的触点闭合时所发生的电弧放电相比，继电器2的触点断开时所发生的电弧放电的放电能量大且持续时间长，因此在根据从继电器控制部11输出的断开指令而继电器2的触点断开后，调整指令生成部14对电源调整部12输出增加指令，由此至少避免一次继电器2的触点断开时所发生的放电能量大且持续时间长的电弧放电，从而将触点寿命的缩短、触点的熔接的可能性保持在最小限度。

在执行步骤S204的处理后也是当从继电器控制部11输出断开指令或闭合指令时，继电器2进行开闭动作，因此在执行步骤S204的处理后，在继电器2的触点闭合时在继电器2的触点间流过的电流值是比正常值大的值，在继电器2的开闭动作时发生电弧放电，从而能够与参照图2说明的执行实施例中的步骤S103的处理后同样地进行沉积物的消除。

在步骤S205中，进行与上述的实施例中的步骤S104同样的处理。即，在步骤S205中，对继电器2的触点闭合时的继电器2的触点电阻的电阻值进行测定。由触点电阻测定部13测定出的电阻值被发送到调整指令生成部14。

在步骤S206中，进行与上述的实施例中的步骤S105同样的处理。即，在步骤S206中，调整指令生成部14判别在步骤S205中由触点电阻测定部13测定出的触点电阻的电阻值是否变为小于规定阈值。在步骤S206中判定为触点电阻的电阻值为规定阈值以上的情况下，返回步骤S204，继续进行继电器2基于由继电器控制部11生成的断开指令或闭合指令而进行的开闭动作、以及继电器2的触点闭合时的继电器2的触点电阻的电阻值的测定。另一方面，在步骤S206中判定为触点电阻的电阻值变为小于规定阈值的情况下，进入步骤S207。

在步骤S207中，进行与上述的实施例中的步骤S106同样的处理。即，在步骤S207中，调整指令生成部14判别是否从继电器控制部11接收到了闭合指令。在步骤S207中判定为从继电器控制部11接收到了闭合指令的情况下，进入步骤S208。

在步骤S208中，进行与上述的实施例中的步骤S107同样的处理。即，在步骤S208中，调整指令生成部14对电源调整部12输出使在继电器2的触点间流过的电流恢复到正常值的解除指令。由此，电源调整部12对该电流输出设定进行变更，以使在继电器2的触点闭合时在继电器2的触点间流过电流时该电流的值恢复到正常值。在执行步骤S208的处理后，返回步骤S201，当从继电器控制部11输出断开指令或闭合指令时，继电器2进行开闭动作，但是在继电器2的触点闭合时在继电器2的触点间流过的电流的值恢复到了正常值。如上所述，在继电器2的触点间流过的电流的正常值被设定为不会因触点开闭时所发生的电弧放电而导致继电器2的寿命缩短的程度的值，因此不会如以往那样触点寿命缩短或触点熔接。

根据本发明，能够实现一种能够防止为了对负载的动作进行控制而使用的继电器的接触不良的负载控制装置。

根据本发明，在满足规定的条件时，将在继电器的触点间流过的电流或电压变更为比处于正常状态时的值大的值，通过此时继电器的开闭时所发生的电弧放电，来对沉积在继电器的触点处的氧化物、碳化物进行净化，由此防止继电器的接触不良。特别是，在继电器的触点闭合时在继电器的触点间流过的电流的值是比正常值大的值，因此氧化物、碳化物的消除效果高。另一方面，与继电器2的触点断开时所发生的电弧放电相比，继电器的触点闭合时所发生的电弧放电的放电能量小且持续时间短，因此即使如本发明这样在继电器的触点闭合时流过比正常时大的电流，也不会如以往那样触点寿命缩短或触点熔接。

Claims (2)

1.一种负载控制装置，通过继电器的开闭对用于使负载进行动作的电力进行控制，该负载控制装置的特征在于，具备：

继电器控制部，其输出用于指示继电器的触点的断开的断开指令和用于指示所述继电器的触点的闭合的闭合指令；

电源调整部，其根据接收到的调整指令来对在所述继电器的触点闭合以向负载供给电力时在所述继电器的触点间流过的电流或施加的电压进行调节；

触点电阻测定部，其对所述继电器的触点电阻的电阻值进行测定；以及调整指令生成部，其在由所述触点电阻测定部测定出的所述电阻值变为规定阈值以上时，对所述电源调整部输出用于使在所述继电器的触点间流过的电流或施加的电压变为比正常值大的值的调整指令、即增加指令，在所述增加指令输出后，在由所述触点电阻测定部测定出的所述电阻值变为小于所述规定阈值且从所述继电器控制部接收到闭合指令时，对所述电源调整部输出用于使在所述继电器的触点间流过的电流或施加的电压恢复到所述正常值的调整指令、即解除指令。

2.根据权利要求1所述的负载控制装置，其特征在于，

所述调整指令生成部在由所述触点电阻测定部测定出的所述电阻值变为规定阈值以上且从所述继电器控制部接收到断开指令时，对所述电源调整部输出所述增加指令。