CN114993355A - 锁定开关以及用于检测锁定开关的锁定舌的插入的方法 - Google Patents

锁定开关以及用于检测锁定开关的锁定舌的插入的方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种锁定开关以及用于检测锁定开关的锁定舌的插入的方法。锁定开关包括包括锁定栓机构的主体和锁定舌。在锁定舌上设置有RFID标签。主体具有与锁定舌的不同的接近方向对应的多个进入槽。在所述多个进入槽内安装有多个RFID线圈。所述多个RFID线圈被配置成检测锁定舌插入所述多个进入槽中的任一个。

Description

锁定开关以及用于检测锁定开关的锁定舌的插入的方法
本申请是申请号为202010467205.6、申请日为2020年5月28日、发明名称为“用于静态地验证防护锁定开关的栓检测的诊断元件”的中国发明专利申请的分案申请。
背景技术
本文中所公开的主题总体上涉及工业安全锁,并且更特别地涉及内部锁定开关感测和诊断。
发明内容
以下呈现简化的概述,以提供对本文中描述的一些方面的基本理解。该概述既不是广泛综述,也不旨在标识关键/重要元素或者描绘本文中描述的各个方面的范围。该概述的唯一目的是以简化形式呈现一些构思,以作为随后给出的更详细的描述的序言。
在一个或更多个实施方式中,提供了一种锁定开关,该锁定开关包括:螺线管驱动的锁定栓,该锁定栓被构造成在被推进至锁定位置时与锁定舌的接合孔接合;以及感应传感器系统,该感应传感器系统被配置成检测锁定栓已被推进至锁定位置,其中,感应传感器系统包括:谐振电路,该谐振电路包括感应线圈和电容器,感应线圈被定向成在锁定舌被推进至锁定位置时接纳锁定舌,转换器,该转换器被配置成将谐振电路上的电流信号的频率转换成数字频率值,以及主控制器,该主控制器被配置成响应于确定数字频率值的偏移与由感应线圈响应于锁定栓的前进而引起的电流信号的预期频率偏移对应而生成锁定检测信号;以及诊断系统,该诊断系统被配置成确认感应传感器系统的运行,该诊断系统包括诊断电容器和诊断开关,该诊断开关被配置成将诊断电容器以与电容器并联的方式连接至谐振电路。
此外,提供了一种用于感测工业锁定开关的锁定栓的位置的系统,该系统包括:感应电路,该感应电路包括感应线圈和以并联方式电连接的电容器,其中,感应线圈被定位成在工业锁定开关的锁定栓转变到锁定位置时接纳锁定栓;转换器,该转换器被配置成将感应电路上的电流信号的频率转换成数字频率值;主控制器,该主控制器被配置成响应于确定数字频率值改变等于或基本等于限定频率偏移的量而生成栓检测信号,该限定频率偏移对应于由感应线圈响应于感应线圈的磁场内锁定栓的存在而引起的频率偏移;以及诊断系统,该诊断系统被配置成验证感应电路和转换器的运行,该诊断系统包括诊断电容器和诊断开关,该诊断开关被配置成将诊断电容器以与电容器并联的方式电连接至感应电路。
此外,提供了一种用于验证锁定栓检测系统的运行的方法,该方法包括:响应于诊断测试的启动,将诊断电容器与被配置成检测工业锁定开关的锁定栓已前进至锁定位置的感应感测电路的电容器并联连接,其中,感应感测电路包括电容器和感应线圈;以及响应于确定在诊断电容器的连接之后的限定的持续时间内通过感应感测电路的电流信号的频率没有改变等于或基本等于由于感应线圈的磁场中锁定栓的存在而引起的频率偏移的量而生成指示该感应感测电路未正确运行的错误消息。
为了实现前述及有关目的,在本文中结合以下描述和附图对某些说明性方面进行描述。这些方面指示可以实践的各种方式,所有这些方式旨在被涵盖在本文中。根据下面结合附图考虑时的具体实施方式,其他优点和新型特征可以变得明显。
附图说明
图1是示例锁定开关和对应的锁定舌的立体图。
图2a是示例锁定开关的右侧视图。
图2b是示例锁定开关的前侧视图。
图2c是示例锁定开关的左侧视图。
图3是示例锁定开关的顶部的立体特写图。
图4是示例致动器组件的立体图,其包括可以被容纳在锁定开关中的RFID线圈检测到的RFID标签。
图5a是锁定开关的顶部的立体图,其中开关头部的外壳被移除,显露出开关的螺线管驱动的锁定栓。
图5b是示例锁定开关的顶部的立体图,其中开关头部的外壳以及开关的线圈壳体均被移除。
图6是线架组件的立体截面图。
图7是在锁定舌被插入开关的面向前的进入槽时锁定开关的截面俯视图。
图8是描绘在致动器组件的锁定舌被插入锁定开关的进入槽时致动器组件和RFID线圈的相对位置的立体图。
图9是可以在致动器组件中使用以防止由于寄生效应而引起的过早检测的示例舌部件的俯视图。
图10是在致动器组件被插入锁定开关并且与锁定开关接合时锁定开关的头部的截面图。
图11是绘制对于各种材料、根据传感器频率的传感器电感偏移的曲线图。
图12是示例验证电路的概括图,其包括能够在不中断开关的功能的情况下确认锁定开关的栓检测能力的诊断电路。
图13是包括诊断电路的锁定栓验证电路的另一示例实施方式的概括图。
图14是用于检测致动器组件的锁定舌从三个不同的接近方向中的任何方向插入工业锁定开关的示例方法的流程图。
图15是用于验证用来检测工业锁定开关的锁定栓的位置的感应传感器的正确操作的示例方法的流程图。
图16是示例计算环境。
图17是示例联网环境。
具体实施方式
现在参照附图描述主题公开内容,其中,贯穿全文使用相同的附图标记指代相同的元件。在以下描述中,出于解释的目的,阐述了许多特定细节以提供对该描述的透彻理解。然而,会明显的是,可以在没有这些具体细节的情况下实践主题公开内容。在其他实例中,公知的结构和装置以框图的形式示出以利于对其进行描述。
此外,术语“或”意指包容性的“或”,而非排他性的“或”。即,除非另外指明或者在上下文中明确,否则短语“X采用A或B”旨在表示任何自然的包容性排列。即,以下实例中的任何实例满足短语“X采用A或B”:X采用A;X采用B;或者X采用A和B两者。此外,除非另有指定或从上下文清楚可见指向单数形式,否则在本申请和所附权利要求中所使用的冠词“a”和“an”通常应当被解释为是指“一个或更多个”。
此外,文中使用的术语“集合”排除空集,例如其中没有元素的集合。因此,在本公开内容中的“集合”包括一个或更多个要素或实体。作为说明,控制器的集合包括一个或更多个控制器;孔的集合包括一个或更多个孔;等。
将根据可以包括许多装置、部件、模块等的系统来呈现各个方面或特征。要理解和明白的是,各个系统可以包括另外的装置、部件、模块等,并且/或者可以不包括结合附图所讨论的全部装置、部件、模块等。也可以使用这些方法的组合。
许多工业机器、机器人或自动化系统受到围绕危险区域的安全防护装置或围栏的保护,从而形成受保护的单元。安全围栏通常包括可锁定的安全门,用于仅在机器或系统未运行以及另外地处于安全状态时允许操作者进入受保护的区域。在受保护的机器或系统正在以自动模式运行并且所有关联的安全装置处于其安全状态时,通常使用螺线管驱动的锁定开关将这些安全门锁定在关闭位置,从而阻止操作者在机器运行时进入危险区域。
图1是示例锁定开关102和对应的锁定舌108的立体图。锁定开关102通常被安装至门被安装到的框架上,或者被安装至门自身。对应的锁定舌108被安装在相对的门部件上(安装在门上或框架上),使得舌108与锁定开关102上的进入槽110对准。锁定舌108通常为环形,具有正方形或圆形的接合孔112,接合孔112被构造成当开关内部的螺线管驱动的锁定栓被推进时接纳该栓并且与其接合(图1中未示出)。
当门处于关闭位置时,锁定舌108被接纳在锁定开关102的进入槽110中。当受保护的机器或自动化系统处于自动模式或正在运行时,锁定开关102致使螺线管驱动的锁定栓向上穿过锁定舌108的接合部112,防止锁定舌108从锁定开关102移开,并且由此防止门被打开。一些锁定开关102电连接至机器单元的安全系统,使得除非锁定舌108与锁定开关102接合,否则无法将机器或自动化系统置于自动模式。
示例锁定开关102包括:主体104,其容纳螺线管和可伸缩栓(在缩回的情况下);以及附接头106,进入槽110形成在附接头106上。头106可移除地附接至主体104,并且可以以选定的旋转取向附接至主体104,使得进入槽110面向以90°增量定向的三个或四个可能方向中的选定的方向。
在一些安装场景中,安装者或工程师可能没有关于舌108将会接近锁定开关102的方向的先验知识,这可能取决于舌108和开关102的可用的安装选项。在其他场景中,即使已知接近方向,也可能有必要旋转开关102或者相对于开关旋转头部106,使得进入槽110面向舌108将会接近的方向。锁定开关102的结构参数可能会限制可用的安装选项,或者可能需要对锁定开关102的劳动密集型机械重构以适应给定安装场景的要求。
为了解决这些和其他问题,本文中所述的一个或更多个实施方式提供了一种锁定开关,该锁定开关被构造成在无需旋转头部、主体或整个开关的情况下适应于对应的锁定舌108的多个接近方向。为了利于从所述多个方向中的每个方向检测舌,在传感器的头部中还安装有多个射频识别器(RFID)线圈,这些射频识别器(RFID)线圈中的每一个能够在舌被插入进入槽时检测到舌上的RFID标签。
图2a、图2b和图2c是根据一个或更多个实施方式的示例锁定开关202的右侧视图、正视图和左侧视图。图3是锁定开关202的顶部的立体特写图。类似于示例开关102,锁定开关202包括容纳螺线管、锁定栓机构以及其他电气和电子部件的主体210。在主体壳体210上形成有线缆端口206以接纳与开关的内部电路接口的电力和信号布线。开关202还包括安装至主体210的头部208。与开关102的头部106相比,头部208包括三个进入槽204a、204b和204c。第一进入槽204b形成在头部208的前侧,并且进入槽204a和204c分别形成在头部208的右侧和左侧。该构造支持对应的锁定舌的三个正交的接近方向,无需相对于主体210旋转头部208或旋转整个开关202。
锁定开关202的实施方式可以包括检测电路,该检测电路在舌被插入三个进入槽204a、204b或204c中的任何一个时进行检测,指示可以使锁定栓前进以与锁定舌正确接合。在一些实施方式中,该检测电路可以控制指示锁定舌是否被插入进入槽204a、204b或204c中的一个的输出信号(例如,经由被安装穿过线缆端口206的线缆发送的输出信号)。在一些实施方式中,可以使用该输出信号来控制锁定栓何时从缩回(解锁)位置转变到前进(锁定)位置。
图4是可以与锁定开关202一起使用的示例致动器组件402的立体图,并且该致动器组件402包括可以被容纳在开关202中的RFID线圈检测到的RFID标签404(下面将更详细地讨论)。致动器组件402包括其中安装有锁定舌412(或锁定键)的基座408,锁定舌412被构造成与锁定开关202的进入槽204a、204b或204c中的任何进入槽接合。穿过基座408形成有安装孔414,并且安装孔可以与安装硬件结合使用以将致动器组件402安装至结构(例如,安装有安全门的框架或门自身)。
锁定舌412形成在致动轴406的一端,并且致动轴406的另一端安装在基座408的凹部416内。在图4所描绘的示例中,在舌412中形成有大致正方形的栓接合孔410,栓接合孔410被构造成当锁定开关的锁定栓被推进时接纳该栓,但是其他形状的栓接合孔也在一个或更多个实施方式的范围内。RFID标签404被安装在舌412中的圆形安装特征部(例如,孔或凹部)内,该圆形安装特征部与栓接合孔410相邻地形成在舌412中。当舌412被插入进入槽204a、204b或204c中的任何进入槽内时,安装在锁定开关头部208中的RFID线圈能够检测到RFID标签404的存在,并且由此确认舌412被插入锁定开关202中以及锁定栓可以被接合。
图5a是锁定开关202的顶部的立体图,其中头部208的外壳被移除,显露出在内部容纳有螺线管驱动的锁定栓的套管502,该螺线管驱动的锁定栓在前进时与插入的舌412接合。在锁定栓套管502上方、锁定开关202的顶板514上安装有线圈壳体504。图5b是锁定开关202的顶部的立体图,其中头部208的外壳和线圈壳体504均被移除。在线圈壳体504内封装有串联地电连接的三个RFID线圈506,每个线圈506对应于三个进入槽204a、204b和204c中的不同的进入槽。当头部208就位时,每个线圈506被定向在进入槽204a、204b和204c之一的上方,以有利于对舌的RFID标签404的检测。串联连接的RFID线圈506是容纳在锁定开关202的检测电路的部件,该检测电路基于检测到RFID标签404的存在来控制输出信号。
如图5b所示,RFID线圈506安装在线架508上,线架508安装至锁定开关202的顶板514。图6是线架组件602的立体截面图,其包括线架508和线圈506a、506b和506c。线架508具有大致圆形的轮廓以及从边缘到中心向上倾斜的顶表面(或线圈安装表面),从而产生相对于底表面(即,安装到锁定开关的壳体的表面)具有倾斜度θ的顶表面。在示例实施方式中,θ可以是大约38度。然而,其他倾斜度也在一个或更多个实施方式的范围内。开口512形成在线架508的中心并且被构造成当锁定栓被推进时接纳该栓。
RFID线圈506a、506b和506c安装在线架508的倾斜的顶表面上。因此,当线架508被安装在锁定开关202中时,每个RFID线圈504相对于顶板514的平面倾斜,使得线圈的轴线(以及因此使得线圈的感测场)被定向成从线架508的中心向外。使RFID线圈504以这种方式倾斜可以增大每个RFID线圈504的横向感测距离,从而允许在将舌412完全插入进入槽204之前检测到舌的RFID标签404。如下面更详细讨论的,该特征与舌的接合孔410的相对大尺寸一起能够促成在将接合孔与锁定栓对准时较大的机械自由度。
图7是锁定开关202的截面俯视图,其中致动器组件402的舌412被插入面向前的进入槽204b中。图8是描绘在舌412被插入面向前的进入槽204b时致动器组件402和RFID线圈506a、506b和506c的相对位置的立体图(为清楚起见,图7和图8将RFID线圈506描绘为被定向成驻留在同一平面中而不使使其倾斜;然而,如图5b和图6所示,在一些实施方式中将线架508使RFID线圈506倾斜)。如这些附图所示,当舌412被插入进入槽204时,栓接合孔410与锁定栓702对准,并且RFID标签404驻留在RFID线圈506下方。RFID线圈506a、506b和506c串联连接,并且由传感器壳体内的检测电路802电驱动以生成三个单独的电磁场。该检测电路802包括RFID收发器,该RFID收发器检测由于电磁场范围内RFID标签404的存在而对三个电磁场中的任何电磁场的干扰。这样的干扰将RFID电流信号调制到检测电路802中,检测电路802基于这些电流信号调制来检测舌412的存在。
由于RFID线圈506a、506b和506c串联连接,因此由相应的三个线圈506生成的三个电磁场中的任何电磁场的干扰都会被检测电路802的RFID收发器检测到。因此,可以使用单个RFID收发器来检测舌412进入到三个进入槽204a、204b和204c中的任何进入槽,从而减轻了对三个单独的RFID收发器的需要。该配置还可以产生相对快的响应时间,因为通过仅监测一个信号即可从多个方向检测舌的RFID标签404,无需对信号进行多路复用或分析多个信号线。在一些实施方式中,可以相对于RFID线圈506a和506c的极性使中间RFID线圈506b极性反转,从而部分地消除线圈604的中心中的磁场并且减小RFID信号对栓检测信号的干扰。
图9是可以在致动器组件402中使用以防止由于寄生效应引起的过早检测的示例舌部件906的俯视图。如该图中所示,舌部件906包括间隙904,该间隙904从RFID标签安装孔902(RFID标签404驻留在其中)的边缘延伸通过铰接轴406的整个长度,将铰接轴406沿其纵向轴线分开。设计间隙904以减轻金属舌部件906的潜在寄生效应,否则可能导致在存在RFID线圈的磁场时舌412充当天线,造成在舌被插入至可行的锁定深度之前过早检测到舌412。
该电气配置与锁定开关的头部208的机械设计一起,通过在无需旋转头部208或者将锁定开关整体重新定向(在某些情况下)的情况下支持舌412的三个不同的接近方向而提供了安装灵活度。该布置由电检测系统支持,该电检测系统能够通过用一个传感器监测单个电信号来检测舌412从多个方向中的任何方向的进入。
如上所述,可以借助于线架508的倾斜表面使RFID线圈506向外倾斜(参见图6)。这延伸了每个RFID线圈506的感测距离,并且允许检测电路802在舌412被完全插入进入槽204之前检测舌的RFID标签404。这个延伸的检测距离可以与接合孔410结合而起作用,该接合孔410的大小被定为比锁定栓702大得多以在舌412与锁定栓702之间引入较大的未对准容差程度。即,与在将接合孔410的大小定为较接近于锁定栓的轮廓的情况下可能的舌插入深度范围相比,将舌的接合孔410的大小定为大于锁定栓702的截面轮廓使得锁定栓702能够在较大的舌插入深度范围内与舌的接合孔成功接合。由于该设计不要求在锁定栓702可以被接合之前要将舌412完全插入进入槽204,因此如图6所示的由RFID线圈506的倾斜产生的延伸的感测距离可以有利于在最早插入位置处对RFID标签404的检测,所述最早插入位置是能够在确保与接合孔410的可靠接合的同时使锁定栓702安全前进的位置。
在一些实施方式中,可以通过将致动器组件402设计成使得舌412能够在基座408内有限程度地铰接来实现舌412与锁定开关202之间的另外的未对准容差程度。返回图4,舌412形成在铰接轴406的被安装在基座408的凹部416内的一端。轴406在x-y平面(即,与基座408的正面平行的平面)内不受约束,从而允许轴406和舌412在凹部416的边界内相对于基座408枢转离开舌412的法向轴线。在一些实施方式中,还可以为轴406提供沿z轴(垂直于基座408的面)的有限的滑动移动。以这种方式设计致动器组件402以允许有限的舌铰接程度进一步增大了舌412与锁定开关202之间的未对准容差,使得能够将舌412插入进入槽204并且使其与锁定栓503接合,即使舌412与这些开关部件未完全对准。
现在回到图6,线架组件602的一些实施方式还可以包括安装在线架508的开口512内的感应线圈604。线圈604是被容纳在开关壳体内的、用来检测和确认锁定栓702已被推进的LC谐振电路的一部分。图10是在致动器组件402插入锁定开关并且与锁定开关接合的情况下锁定开关的头部208的截面图。为清楚起见,从该视图中省略了线架508以示出RFID线圈506和感应线圈604的位置。包括与电容器(图10中未示出)并联的感应线圈604的LC谐振电路充当在锁定栓702处于前进位置时进行检测的感应传感器。例如,该电路可以通过线圈604驱动交变电流,其中电流的频率是线圈604的电感的函数。感应线圈604沿线架的中心开口512的边缘驻留,使得锁定栓702在前进至锁定位置时穿过线圈604。当锁定栓702处于前进(锁定)位置时,线圈磁场内金属锁定栓702的存在改变线圈604的电感,并且因此改变电流信号的频率。电流信号的这种频率改变被LC谐振电路检测到,其生成指示锁定栓702处于前进位置的确认信号以作为响应。因此,感应线圈604及其关联的LC谐振电路提供了用于确认锁定栓702已经正确前进并且与舌412接合的非接触式方法。感应传感器的使用允许在不需要使用磁体或光学感测的情况下检测锁定栓702的位置,从而得到针对栓检测的可靠的解决方案。
对于包括用于检测锁定栓702的感应线圈604和检测锁定舌412的RFID线圈506两者的锁定开关202的实施方式,可以针对舌412和栓702使用不同类型的金属以确保感应线圈604可靠地检测锁定栓702而不是检测锁定舌412。通常,可以将用来制造锁定栓702的金属选择为具有如下固有性质的金属:其使得感应线圈604产生比针对锁定舌412选择的金属的频率偏移大的频率偏移。在示例实施方式中,锁定舌412可以由400系列不锈钢(例如,416、410等)制成,而锁定栓702可以由300系列不锈钢制成。图11是绘制了对于各种材料、根据传感器频率的传感器电感偏移的曲线图1102。传感器电感偏移的量取决于相应材料的固有性质。水平线1104表示在不存在金属的情况下没有频率偏移(自由空间)。最上方的线1102表示不锈钢416的电感偏移,线1106表示不锈钢304的电感偏移,并且最下方的线表示铝1100的电感偏移。如果选择不锈钢416和不锈钢304分别作为锁定舌412和锁定栓702的材料,则可以使用通过图1102建模的相对电感偏移来找到使得对锁定栓702的检测最大化同时对锁定舌412的检测最小化的感应传感器(包括感应线圈604)的操作频率;例如,通过选择与不锈钢416的足够大的电感偏移(线1102)对应的传感器操作频率以确保对锁定栓702的可靠检测,以及选择与不锈钢304的足够小的电感偏移(线1106)对应的传感器操作频率以确保锁定舌412不被感应传感器检测到。
此外,对于感应线圈604和RFID线圈506两者被包括在同一锁定开关中的实施方式,由于线架508的倾斜表面引起的RFID线圈506的倾斜可以使RFID线圈506与感应线圈604之间的干扰的风险最小化,因为RFID线圈相对于感应线圈倾斜,使RFID线圈的感测场的方向为远离感应线圈的感测场。在一些实施方式中,可以以不同的操作频率操作RFID线圈506和感应线圈604(例如,以500kHz操作感应线圈604,而以125kHz操作RFID线圈506),以使两个感测系统之间的干扰风险进一步最小化。
如果工业安全应用的相关联的锁定开关能够验证其锁定栓的正确操作,则可以使工业安全应用更鲁棒。这可以包括:验证锁定开关能够可靠地确认锁定栓的实际位置。一些锁定开关可以通过以下操作来执行该验证:在测试序列期间使锁定栓前进至锁定位置然后使栓缩回至解锁位置;以及确认正确地接收到栓检测信号。然而,由于该验证方法要求致动锁定栓,因此必须中断开关的正常运行才能对锁定栓检测进行验证。如果锁定开关当前将安全门保持在关闭和锁定位置,则在该测试序列期间致动锁定栓会使安全门暂时被解锁,从而造成潜在的安全隐患。
为了解决该问题,锁定开关202的一个或更多个实施方式可以包括验证电路,该验证电路在不要求致动锁定栓702或以其他方式中断锁定开关202的功能的情况下验证锁定检测信号的操作。图12是包括能够在不中断开关202的功能的情况下确认锁定开关的栓检测能力的诊断电路的示例验证电路的概括图。在该示例中,用来检测处于其前进(锁定)位置时的锁定栓702的LC谐振电路1212包括感应线圈604(如以上所讨论的,在一些实施方式中该感应线圈604可以安装在线架508中)以及并联连接的电容器1210。电感数字转换器(LDC)1204(或另一种类型的转换部件)连接至LC谐振电路1212的节点,并且将由LC电路1212生成的电流信号的测量频率转变成被置于数据总线1214(例如,I2C总线或另一种类型的数据总线)上的数字数据。该频率信号指示线圈604的电感,线圈604的电感又取决于感应线圈604的磁场内锁定栓702的存在或不存在。尽管图12描绘了LDC 1204作为用于将电流信号频率转变成数字数据的转换部件,但在一些实施方式中也可以使用其他类型的转换部件来生成与电流信号频率成比例的数字值。
数据总线1214上的主控制器1202监测数据总线1214上的数字频率信号并且基于所测量的数字频率值的改变来确认已使锁定栓702正确地前进或正确地缩回。出于可靠性的目的,一些实施方式还可以包括监视(watchdog)控制器1208,该监视控制器1208连接至数据总线1214并且执行对数字频率信号的冗余监测。在一些实施方式中,主控制器1202和监视控制器1208两者都可以执行对数字频率信号的并行独立监测,并且仅在两个控制器1202和1208达成相同结论的情况下共同地确认锁定栓702的位置。在一些实施方式中,主控制器1202和/或监视控制器响应于该确认(即锁定栓702已被推进)而生成确认信号。
为了验证该锁定栓确认系统正在可靠地监测和报告锁定栓的状态,诊断电容器1216经由诊断开关1206(例如,固态开关装置)连接至LC谐振电路1212。在诊断开关1206被禁用时,诊断电容器1216保持与LC谐振电路1212分开。在由主控制器1202发起并受其控制的诊断序列期间,诊断开关1206被启用(例如,通过由主控制器1202施加至诊断开关的使能输入的信号启用),这使得诊断电容器1216与电容器1210并联地电连接至LC谐振电路1212。诊断电容器1216的电容的大小被定成使得诊断电容器1216与谐振电容器1210并联连接会产生通过LC谐振电路1212的电流信号的频率偏移,该频率偏移大致相当于由于线圈604的磁场中锁定栓702的存在而引起的频率偏移。即,虽然锁定栓702前进至锁定位置以使得通过LC谐振电路1212的电流的频率改变可预测的频率偏移大小的方式改变了线圈604的电感,但是将诊断电容器1216连接至LC谐振电路1212(通过启用诊断开关1206)会以使得频率改变基本相等的频率偏移大小的方式改变LC谐振电路1212的电容。
在诊断序列期间,主控制器1202可以启用诊断开关1206并且监测由LDC 1204生成的数字频率值,以验证频率值按预期改变。例如,在锁定开关202的正常操作期间,主控制器1202可以监测总线1214上的数字频率值,并且响应于确定该频率值改变了所限定的指示线圈磁场内锁定栓的存在的频率偏移大小而生成指示锁定栓702已被推进的确认信号。所限定的频率偏移大小可以被限定为用以允许小的频率变化的有效的频率偏移范围。
在诊断序列期间,主控制器1202可以启用诊断开关1106,并且响应于确定在启用诊断开关1206之后的预期持续时间内数字频率值偏移了限定的频率偏移大小(在限定的容差内)而确认锁定栓验证系统正适当地运行并且能够可靠地检测锁定栓702的状态。替选地,如果主控制器1202确定在启用诊断开关1206之后的限定的持续时间内数字频率值未能偏移限定的频率偏移大小,则主控制器1202生成错误信号。错误信号可以包括在客户端装置上呈现的指示锁定栓验证系统未适当地工作的报错消息,或者可以是被发送至外部安全或控制系统的错误信号。无论锁定栓702当前是前进的还是缩回的,都可以执行该诊断序列,并且该诊断序列不需要物理地致动锁定栓702即可验证LC谐振电路1212及其相关联的LDC 1204。在诊断序列期间,来自锁定开关202的会响应于检测到锁定栓已被推进而生成的任何控制输出均被禁用,以防止将错误指示发送至外部控制或安全系统。
与采用两个单独的光学传感器分别检测锁定栓的锁定位置和解锁位置的锁定开关相比,与相关联的诊断电路一起使用感应传感器(LC谐振电路1212)仅需单个传感器即可以鲁棒且可靠的方式确认锁定栓702的位置。
图13是包括诊断电路的锁定栓验证电路的另一示例实施方式的概括图。该示例实施方式添加了单独的诊断控制器1302以将主控制器1202和监视控制器1208的操作包括在验证范围内。与图12所示的实施方式相比,控制诊断开关1206的状态的使能信号是由这个新的诊断控制器1302生成而不是由主控制器1202生成。诊断控制器1302通过监测主控制器1202和监视控制器1208的输出来验证锁定栓检测电路的运行,而不是如图12所示的实施方式中那样通过直接监测数字频率信号来进行验证。
在该实施方式中,在诊断序列期间,诊断控制器1302启用开关1206并且监测由主控制器1202和监视控制器1208生成的检测信号。每个控制器1202和1208响应于检测到由于将诊断电容器1216切换到LC谐振电路1212引起的数字频率信号的预期偏移而生成其检测信号。如果在生成使能信号之后的限定的持续时间内来自主控制器1202和监视控制器1208两者的检测信号指示已检测到预期的频率偏移,则诊断控制器1302确定锁定栓检测电路在正确运行。替选地,如果在启动使能信号之后的限定的持续时间内诊断控制器1302未接收到来自主控制器1202和监视控制器1208的检测信号中的一者或两者,则诊断控制器1302确定锁定栓检测电路未正确运行并且生成错误信号。
在一些实施方式中,本文中描述的各种感测和验证特征可以被共同用在单个锁定开关中。其他实施方式可以包括仅包含所公开的感测和验证特征的子集的锁定开关。例如,所公开的锁定开关202的一些实施方式可以包括RFID线圈506和感应线圈604两者。其他实施方式可以仅包括RFID线圈506而不包括感应线圈604,而另外的其他实施方式可以仅包括感应线圈604而不包括RFID线圈506。此外,尽管在本文中将锁定开关202的实施方式描述为包括三个锁定舌进入槽204,但是在不脱离一个或更多实施方式的范围情况下,一些实施方式可以包括多于三个舌进入槽204(和对应的RFID线圈506)。一些实施方式还可以仅包括两个舌进入槽和对应的RFID线圈506。
图14至图15示出了根据本主题申请的一个或更多个实施方式的方法。虽然出于简化说明的目的而将本文中示出的方法示出和描述为一系列动作,但是应当理解和认识到,本主题发明不受这些动作的顺序的限制,因为一些动作可以据此按照不同的顺序发生以及/或者以与本文中示出和描述的其他动作同时发生。例如,本领域技术人员将理解和认识到,方法可以替选地被表示为一系列相互关联的状态或事件,例如以状态图表示。此外,可能并非需要所有示出的动作来实现根据本创新的方法。此外,(一个或多个)交互图可以表示当不同的实体演示方法的不同的部分时根据本主题公开内容的方法或方式。还有,可以彼此组合地实现所公开的示例方法中的两个或更多个,以实现本文所述的一个或更多个特征或优点。
图14是用于检测致动器组件的锁定舌从三个不同的接近方向中的任何方向插入工业锁定开关的示例方法1400。在1402处,进行关于下述内容的确定:位于工业锁定开关的第一进入槽内的第一RFID线圈、位于工业锁定开关的第二进入槽内的第二RFID线圈或位于工业锁定开关的第三进入槽内的第三RFID线圈中的任何一个是否检测到安装在致动器组件的锁定舌上的RFID标签。如果三个RFID线圈中的任何一个都未检测到RFID标签(步骤1402处为“否”),则重复步骤1402直至三个RFID线圈中的任何一个检测到RFID标签(步骤1402处为“是”),使方法进行至步骤1404,在步骤1404处生成指示锁定舌已被插入其中一个进入槽的确认信号。在示例实现方式中,确认信号可以是联锁信号,该联锁信号被发送至控制锁定开关的锁定栓的位置的外部或内部控制系统,使得仅在接收到确认信号的情况下锁定栓才被接合。第一RFID线圈、第二RFID线圈和第三RFID线圈可以串联地电连接在一起,并且可以由检测电路基于作为RFID标签对线圈的电磁场的干扰的结果的、测量到的在通过线圈的电流上引起的调制来进行关于RFID标签是否已被三个RFID线圈中的任何一个检测到的确定。
图15是用于验证用来检测工业锁定开关的锁定栓的位置的感应传感器的正确运行的示例方法1500。首先,在1502处,基于对感应传感器的电流的频率偏移的测量来检测锁定栓的位置,其中,该频率偏移是由于感应传感器的磁场中锁定栓的存在而引起的。在示例实现方式中,感应传感器可以包括LC谐振电路,该LC谐振电路的感应线圈被定位成使得锁定栓在前进至锁定位置时进入感应线圈的磁场。
在1504处,进行关于是否启动了感应传感器的诊断测试的确定。如果未启动诊断测试(步骤1504处为“否”),则该方法返回至步骤1502,并且锁定开关继续正常操作,其中在正常操作期间感应传感器检测锁定栓何时处于前进(锁定)位置。如果诊断测试已启动(步骤1504处为“是”),则该方法进行至步骤1506,在步骤1506处,启用将诊断电容器电连接至感应传感器的诊断开关。电连接诊断电容器会通过复制正常操作期间由于锁定栓的存在而引起的频率偏移的方式改变感应传感器的电容。
在1508处,进行关于是否检测到与由于锁定栓在其锁定位置处的存在而引起的频率偏移相似的频率偏移的确定。如果检测到这样的频率偏移(步骤1508处为“是”),则验证了感应传感器的运行,并且该方法返回至步骤1502。如果未检测到频率偏移(步骤1508处为“否”),则该方法进行至步骤1510,在步骤1510处,进行关于自从在步骤1506处启用诊断开关起是否经过了限定的持续时间的确定。如果尚未经过限定的持续时间(步骤1510处为“否”),则该方法返回至步骤1508,并且继续监测感应传感器以确定是否存在预期的频率偏移。重复执行步骤1508和1510,直到在步骤1508处检测到频率偏移(从而验证感应传感器的运行)或者在步骤1510处经过了限定的持续时间。如果在经过限定的持续时间之前未检测到预期的频率偏移(步骤1510处为“是”),则该方法进行至步骤1512,在步骤1512处,生成指示无法验证感应传感器的运行的错误信号。
本文中描述的实施方式、系统、部件以及其中可以执行本主题申请文件中阐述的各个方面的工业控制系统和工业自动化环境可以包括能够在网络上进行交互的计算机或网络部件,例如服务器、客户端、可编程逻辑控制器(PLC)、自动化控制器、通信模块、移动计算机、无线部件、控制部件等。计算机和服务器包括一个或更多个处理器,即利用电信号执行逻辑运算的电子集成电路,其被配置成执行存储在介质中的指令,所述介质例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘驱动器以及可移除存储器装置,其可以包括记忆棒、存储卡、闪存驱动器、外部硬盘驱动器等。
类似地,如本文使用的术语PLC或自动化控制器可以包括能够在多个部件、系统和/或网络上共享的功能。作为示例,一个或更多个PLC或自动化控制器可以在网络上与各种网络装置通信和协作。这可以包括经由网络(包括控制网络、自动化网络和/或公共网络)进行通信的基本上任何类型的控件、通信模块、计算机、输入/输出(I/O)装置、传感器、致动器、仪器以及人机接口(HMI)。PLC或自动化控制器还可以与各种其他装置通信并且控制各种其他装置,例如包括模拟、数字、编程/智能I/O模块的标准的或经安全评级的I/O模块、其他可编程控制器、通信模块、传感器、致动器、输出装置等。
网络可以包括诸如因特网的公共网络、内联网、以及自动化网络,例如包括DeviceNet、ControlNet和Ethernet/IP的通用工业协议(CIP)网络。其他网络包括以太网、DH/DH+、远程I/O、现场总线、Modbus、Profibus、CAN、无线网络、串行协议、近场通信(NFC)、蓝牙等。此外,网络装置可以包括各种可能性(硬件和/或软件组件)。这些包括以下部件:诸如具有虚拟局域网(VLAN)能力的交换机、LAN、WAN、代理、网关、路由器、防火墙、虚拟专用网(VPN)装置、服务器、客户端、计算机、配置工具、监测工具和/或其他装置。
为了提供针对所公开的主题的各个方面的上下文,图16和图17以及下面的讨论旨在提供对可以在其中实现所公开的主题的各个方面的合适环境的简要概述。
参照图16,用于实现上述主题的各个方面的示例环境1610包括计算机1612。计算机1612包括处理单元1614、系统存储器1616和系统总线1618。系统总线1618将系统部件(包括但不限于系统存储器1616)耦接至处理单元1614。处理单元1614可以是各种可用处理器中的任何一者。也可以采用多核微处理器和其他多处理器架构作为处理单元1614。
系统总线1618可以是若干类型的总线结构中的任何一种,包括存储器总线或存储器控制器、外围总线或外部总线以及/或者使用任何种类的可用总线架构的本地总线,可用总线架构包括但不限于8位总线、工业标准架构(ISA)、微通道架构(MSA)、扩展ISA(EISA)、智能驱动电子器件(IDE)、VESA本地总线(VLB)、外围部件互连(PCI)、通用串行总线(USB)、高级图形端口(AGP)、个人计算机存储卡国际协会总线(PCMCIA)和小型计算机系统接口(SCSI)。
系统存储器1616包括易失性存储器1620和非易失性存储器1622。非易失性存储器1622中存储有基本输入/输出系统(BIOS),其包含用于例如在启动期间在计算机1612内的元件之间传送信息的基本例程。作为说明而非限制,非易失性存储器1622可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)或闪速存储器。易失性存储器1620包括充当外部高速缓冲存储器的随机存取存储器(RAM)。作为说明而非限制,RAM可以具有多种形式,例如,同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双倍数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)和直接Rambus RAM(DRRAM)。
计算机1612还包括可移除/非可移除的易失性/非易失性计算机存储介质。例如,图16示出磁盘存储装置1624。磁盘存储装置1624包括但不限于如下装置:例如,磁盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、Jaz驱动器、Zip驱动器、LS-100驱动器、闪存卡或记忆棒。此外,磁盘存储装置1624可以单独地包括存储介质或者与其他存储介质组合,其他存储介质包括但不限于光盘驱动器,例如致密盘ROM装置(CD-ROM)、CD可记录驱动器(CD-R驱动器)、CD可重写驱动器(CD-RW驱动器)或数字通用盘ROM驱动器(DVD-ROM)。为了便于将磁盘存储装置1624连接至系统总线1618,通常使用可移除接口或不可移除接口,例如接口1626。
应当理解,图16描述了充当用户与在合适的操作环境1610中描述的基本计算机资源之间的中介的软件。这样的软件包括操作系统1628。可以存储在磁盘存储装置1624上的操作系统1628用于控制和分配计算机1612的资源。系统应用1630经由操作系统1628、通过存储在系统存储器1616中或磁盘存储装置1624上的程序模块1632和程序数据1634来利用对资源的管理。应当理解,可以使用各种操作系统或操作系统的组合来实现本主题公开内容的一个或更多个实施方式。
用户通过输入装置1636将命令或信息输入计算机1612中。输入装置1636包括但不限于诸如鼠标、轨迹球、触控笔的指向装置、触摸板、键盘、麦克风、操纵杆、游戏垫、卫星天线、扫描仪、电视调谐卡、数码相机、数码摄像装置、网络摄像装置等。这些输入装置和其他输入装置经由接口端口1638、通过系统总线1618连接至处理单元1614。接口端口1638包括例如串行端口、并行端口、游戏端口和通用串行总线(USB)。输出装置1640使用一些与输入装置1636相同类型的端口。因此,例如,可以使用USB端口来向计算机1612提供输入,并且将来自计算机1612的信息输出到输出装置1640。提供输出适配器1642以说明在其他输出装置1640中存在一些需要特殊适配器的输出装置1640,例如监测器、扬声器和打印机。作为说明而非限制,输出适配器1642包括显卡和声卡,其提供输出装置1640与系统总线1618之间的连接手段。应当注意的是,其他装置和/或装置的系统提供输入和输出能力两者,例如远程计算机1644。
计算机1612可以使用到一个或更多个远程计算机(例如远程计算机1644)的逻辑连接而在联网的环境中操作。远程计算机1644可以是个人计算机、服务器、路由器、网络PC、工作站、基于微处理器的装置、对等装置或其他公共网络节点等,并且通常包括关于计算机1612描述的元件中的许多或全部元件。为了简洁起见,仅将一个存储器存储装置1646与远程计算机1644一起示出。远程计算机1644通过网络接口1648逻辑地连接至计算机1612,然后经由通信连接1650物理连接。网络接口1648包括通信网络例如局域网(LAN)和广域网(WAN)。LAN技术包括光纤分布式数据接口(FDDI)、铜质分布式数据接口(CDDI)、以太网/IEEE802.3、令牌环/IEEE 802.5等。WAN技术包括但不限于点对点链路、诸如集成服务数字网络(ISDN)及其变型的电路交换网络、分组交换网络以及数字用户线路(DSL)。网络接口1648还可以包含近场通信(NFC)或蓝牙通信。
通信连接1650指的是用于将网络接口1648连接至系统总线1618的硬件/软件。虽然为了清楚图示而将通信连接1650示出在计算机1612内,但是通信连接1650也可以位于计算机1612的外部。仅出于示例性目的,连接至网络接口1648所需的硬件/软件包括内部和外部技术,例如,包括常规电话级调制解调器、线缆调制解调器和DSL调制解调器的调制解调器、ISDN适配器和以太网卡。
图17是所公开的主题可以与之进行交互的样本计算环境1700的示意性框图。样本计算环境1700包括客户端1702。客户端1702可以是硬件和/或软件(例如线程、进程、计算装置)。样本计算环境1700还包括服务器1704。服务器1704也可以是硬件和/或软件(例如线程、进程、计算装置)。例如,服务器1704可以容置用以通过采用本文所述的一个或更多个实施方式来执行变换的线程。客户端1702与服务器1704之间的一种可能的通信可以是适于在两个或更多个计算机进程之间传送的数据包的形式。样本计算环境1700包括:可以用于促进服务器1704与客户端1702之间的通信的通信框架1706。客户端1702可操作地连接至可以用于存储客户端1702本地的信息的一个或更多个客户端数据存储装置3208。类似地,服务器1704可操作地连接至可以用于存储服务器1704本地的信息的一个或更多个服务器数据存储装置1710。
上面已经描述的内容包括本主题发明的示例。当然,为了描述所公开的主题的目的,不可能描述部件或方法的每个可想到的组合,但本领域技术人员可以认识到本主题发明的许多进一步的组合和排列是可能的。因此,所公开的主题旨在涵盖落入所附权利要求的精神和范围内的所有这样的更改、修改和变化。
特别地,关于由上述部件、装置、电路、系统等执行的各种功能,除非另有说明,否则用于描述这些部件的术语(包括对“手段”的引用)旨在对应于执行所描述的部件的指定功能的任何部件(例如功能等同物),即使其在结构上不等同于执行本文示出的、所公开的主题的示例性方面中的功能的所公开的结构。就此而言,还将认识到,所公开的主题包括具有用于执行所公开主题的各种方法的动作和/或事件的计算机可执行指令的计算机可读介质以及系统。
此外,尽管可能已经针对若干实现方式中的仅一个实现方式公开了所公开主题的特定特征,但是这样的特征可以与对于任何给定或特定应用来说可能期望和有利的其他实现方式的一个或更多个其他特征相组合。此外,在具体描述或权利要求书中使用术语“包括(includes)”和“包含(including)”及其变型的方面而言,这些术语旨在是与术语“包括(comprising)”类似的形式的包括性的。
在本申请中,词语“示例性”用于表示用作示例、实例或说明。在本文中被描述为“示例性”的任何方面或设计未必被解释为比其他方面或设计优选或有利。更确切地,词语“示例性”的使用旨在以具体方式呈现构思。
本文中描述的各个方面或特征可以实现为方法、设备或使用标准编程和/或工程技术的制品。如本文中所使用的术语“制品”旨在包括能够从任何计算机可读装置、载体或介质访问的计算机程序。例如,计算机可读介质可以包括但不限于磁存储装置(例如,硬盘、软盘、磁条......)、光盘(例如,致密盘(CD)、数字通用盘(DVD)......)、智能卡和闪速存储装置(例如,卡、棒、键驱动器......)。
此外,本发明的方案还包括:
(1).一种锁定开关,包括:
螺线管驱动的锁定栓,所述锁定栓被构造成在被推进至锁定位置时与锁定舌的接合孔接合;以及
感应传感器系统,所述感应传感器系统被配置成检测所述锁定栓已被推进至所述锁定位置,其中,所述感应传感器系统包括:
谐振电路,所述谐振电路包括感应线圈和电容器,所述感应线圈被定向成在所述锁定舌被推进至所述锁定位置时接纳所述锁定舌,
转换器,所述转换器被配置成将所述谐振电路上的电流信号的频率转换成数字频率值,以及
主控制器,所述主控制器被配置成响应于确定所述数字频率值的偏移与由所述感应线圈响应于所述锁定栓的前进而引起的所述电流信号的预期频率偏移对应而生成锁定检测信号;以及
诊断系统,所述诊断系统被配置成确认所述感应传感器系统的运行,所述诊断系统包括诊断电容器和诊断开关,所述诊断开关被配置成将所述诊断电容器以与所述电容器并联的方式连接至所述谐振电路。
(2).根据方案(1)所述的锁定开关,其中,所述诊断系统还包括所述主控制器,并且所述主控制器还被配置成:
启用所述诊断开关,所述诊断开关使所述诊断电容器以与所述电容器并联的方式电连接至所述谐振电路;以及
响应于确定在启用所述诊断开关之后的限定的持续时间内所述数字频率值没有偏移所述预期频率偏移而生成指示所述感应传感器系统发生故障的错误信号。
(3).根据方案(1)所述的锁定开关,其中,所述诊断系统还包括诊断控制器,所述诊断控制器被配置成:
启用所述诊断开关,所述诊断开关使所述诊断电容器以与所述电容器并联的方式电连接至所述谐振电路;以及
响应于确定在启用所述诊断开关之后的限定的持续时间内所述主控制器未生成所述锁定检测信号,而生成指示所述感应传感器系统发生故障的错误信号。
(4).根据方案(1)所述的锁定开关,其中,
所述感应传感器系统还包括监视控制器,所述监视控制器被配置成执行对数字频率信号的冗余监测,并且
所述主控制器被配置成响应于确定所述主控制器和所述监视控制器确认所述数字频率值的偏移对应于所述预期频率偏移而生成所述锁定检测信号。
(5).根据方案(1)所述的锁定开关,其中,所述诊断电容器的电容响应于所述诊断电容器的以与所述电容器并联的方式到所述谐振电路的连接而使所述电流信号的频率偏移由所述感应线圈响应于所述锁定栓的前进而引起的所述预期频率偏移。
(6).根据方案(1)所述的锁定开关,其中,
所述感应线圈被安装在线架的中心开口周围,所述线架被安装在所述锁定开关的壳体内,并且
所述线架被定位成使得在所述锁定栓被推进时所述锁定栓穿过所述中心开口和所述感应线圈。
(7).根据方案(6)所述的锁定开关,还包括至少一个射频识别RFID线圈,其被配置成检测所述锁定舌插入所述锁定开关的进入槽。
(8).根据方案(7)所述的锁定开关,其中,所述至少一个RFID线圈被安装在所述线架的顶表面上,所述顶表面相对于所述线架的底表面倾斜,并且所述顶表面使所述至少一个RFID线圈相对于所述感应线圈倾斜。
(9).根据方案(7)所述的锁定开关,其中,所述RFID线圈的第一操作频率与所述感应线圈的第二操作频率不同。
(10).根据方案(1)所述的锁定开关,其中,
所述锁定栓包括第一金属,并且所述锁定舌包括第二金属,并且
与所述第二金属相比,所述第一金属使所述感应线圈引起所述电流信号的更大的频率偏移。
(11).一种用于感测工业锁定开关的锁定栓的位置的系统,包括:
感应电路,所述感应电路包括感应线圈和以并联方式电连接的电容器,其中,所述感应线圈被定位成在工业锁定开关的锁定栓转变到锁定位置时接纳所述锁定栓;
转换器,所述转换器被配置成将所述感应电路上的电流信号的频率转换成数字频率值;
主控制器,所述主控制器被配置成响应于确定所述数字频率值改变等于或基本等于限定频率偏移的量而生成栓检测信号,所述限定频率偏移对应于由所述感应线圈响应于所述感应线圈的磁场内所述锁定栓的存在而引起的频率偏移;以及
诊断系统,所述诊断系统被配置成验证所述感应电路和所述转换器的运行,所述诊断系统包括诊断电容器和诊断开关,所述诊断开关被配置成将所述诊断电容器以与所述电容器并联的方式电连接至所述感应电路。
(12).根据方案(11)所述的系统,其中,所述主控制器还被配置成:
启用所述诊断开关,所述诊断开关使所述诊断电容器以与所述电容器并联的方式电连接至所述感应电路;以及
响应于确定在启用所述诊断开关之后的限定的持续时间内所述数字频率值没有改变等于或基本等于所述限定频率偏移的量而生成指示所述感应电路或所述转换器发生故障的错误信号。
(13).根据方案(11)所述的系统,其中,所述诊断系统还包括诊断控制器,所述诊断控制器被配置成:
启用所述诊断开关,所述诊断开关使所述诊断电容器以与所述电容器并联的方式电连接至所述感应电路;以及
响应于确定在启用所述诊断开关之后的限定的持续时间内所述主控制器未生成所述栓检测信号而生成指示所述感应电路或所述转换器发生故障的错误信号。
(14).根据方案(11)所述的系统,其中,所述诊断电容器的电容响应于所述诊断电容器的以与所述电容器并联的方式到所述感应电路的连接而使所述电流信号的频率偏移所述限定频率偏移。
(15).根据方案(11)所述的系统,其中,
所述感应线圈被安装在线架的中心开口中,所述线架被安装在所述锁定开关的壳体内,并且
所述线架被定向成使得在使所述锁定栓转变到所述锁定位置时所述锁定栓穿过所述中心开口和所述感应线圈。
(16).根据方案(15)所述的系统,其中,所述感应线圈的第一操作频率与安装在所述线架上并且被配置成检测锁定舌插入所述锁定开关的射频识别RFID线圈的第二操作频率不同。
(17).一种用于验证锁定栓检测系统的运行的方法,包括:
响应于诊断测试的启动,将诊断电容器与被配置成检测工业锁定开关的锁定栓已前进至锁定位置的感应感测电路的电容器并联连接,其中,所述感应感测电路包括所述电容器和感应线圈;以及
响应于确定在所述诊断电容器的连接之后的限定的持续时间内通过所述感应感测电路的电流信号的频率没有改变等于或基本等于由于所述感应线圈的磁场中所述锁定栓的存在而引起的频率偏移的量而生成指示所述感应感测电路未正确运行的错误消息。
(18).根据方案(17)所述的方法,其中,所述连接包括:启用诊断开关,所述诊断开关将所述诊断电容器电连接至所述感应感测电路。
(19).根据方案(17)所述的方法,还包括:将所述电流信号的频率转换成数字频率值,
其中,确定所述电流信号的频率没有改变包括监测所述数字频率值。
(20).根据方案(17)所述的方法,其中,生成所述错误消息包括:将所述错误消息发送至工业安全系统或工业控制系统中的至少一者。

Claims (9)

1.一种锁定开关,包括:
容纳锁定栓机构的主体;和
锁定舌;在所述锁定舌上设置有RFID标签,
其中,所述主体具有与所述锁定舌的不同的接近方向对应的多个进入槽,以及
其中,在所述多个进入槽内安装有多个RFID线圈,所述多个RFID线圈被配置成检测所述锁定舌插入所述多个进入槽中的任一个。
2.根据权利要求1所述的锁定开关,其中,所述锁定栓机构包括:
螺线管驱动的锁定栓,所述锁定栓被构造成在被推进至锁定位置时与所述锁定舌的接合孔接合;
感应传感器系统,所述感应传感器系统被配置成检测所述锁定栓已被推进至所述锁定位置。
3.根据权利要求1所述的锁定开关,其中,所述接近方向为所述锁定舌的三个正交的接近方向。
4.根据权利要求1所述的锁定开关,其中,所述多个RFID线圈串联地电连接。
5.根据权利要求1所述的锁定开关,其中,所述多个RFID线圈中的至少之一的极性相对于所述多个RFID线圈的其他RFID线圈的极性反转。
6.根据权利要求1所述的锁定开关,其中,所述锁定舌包括使所述RFID标签所驻留的RFID标签安装孔断开的间隙。
7.一种用于检测根据前述权利要求之任一所述的锁定开关的锁定舌的插入的方法,包括:
确定所述多个射频识别线圈中任何一个是否检测到安装在所述锁定舌上的RFID标签;以及
在确定所述多个射频识别线圈中的任何一个检测到所述RFID标签的情况下,生成指示所述锁定舌已插入所述多个进入槽中之一的确认信号。
8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述确认信号是联锁信号,所述联锁信号被发送至控制所述锁定开关的锁定栓的位置的外部或内部控制系统,使得仅在接收到所述确认信号的情况下锁定栓才被接合。
9.根据权利要求7所述的方法,其中,基于作为所述RFID标签对所述多个RFID线圈的电磁场的干扰的结果而、在通过所述多个RFID线圈的电流上引起的测量调制来进行关于所述RFID标签是否已被所述多个RFID线圈中的任何一个检测到的所述确定。
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