CN201690215U

CN201690215U - 一种工业特种门专用安全监测智能开关

Info

Publication number: CN201690215U
Application number: CN2010201698179U
Authority: CN
Inventors: 孙红印; 孙宝峰
Original assignee: SHENYANG BAOTONG DOOR CO Ltd
Current assignee: SHENYANG BAOTONG DOOR CO Ltd
Priority date: 2010-04-26
Filing date: 2010-04-26
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2020-04-26

Abstract

一种工业特种门专用安全监测智能开关属于工业特种门加工技术领域。本实用新型包括底板，在底板的上端设置有触点模块，其特点是，在感应臂非滚轮侧的底板上设置有由上层铜环和下层铜环组成的滑触盘，上层铜环和下层铜环由铜片组成；在感应臂内设置有导线，感应臂滑触盘侧的长端与上层铜环相接触，感应臂滑触盘侧的短端与下层铜环相接触；在触点模块的下方设置有磁力开关和跳线开关，上层铜环的铜片分别与跳线开关的一侧接点对应连接，跳线开关的另一侧接点与磁力开关的一端相连接，磁力开关的另一端与0V电源相连接，下层铜环的铜片与触点模块的输入端相连接，触点模块的输出端及磁力开关与0V电源相连接的一端分别与安全监测电路相连接。

Description

一种工业特种门专用安全监测智能开关

技术领域：

本实用新型属于工业特种门加工技术领域，特别是涉及一种工业特种门控制系统上使用的专用安全监测智能开关。

背景技术：

目前，现有的工业特种门控制系统，信号的反馈大都直接来源于行程开关或传感器，而工业特种门往往使用在环境极其恶劣的工业场合，无法彻底避免灰尘、低温或高温、机械的刮碰、振动以及周边强磁场等因素的干扰，而任何一种不利因素的影响，都可能造成开关位置的偏差、开关功能的损坏、信号反馈的失败或者错误，而这将造成工业特种门的驱动机构(驱动电机)误动作，带来极大的安全隐患，轻则对门体造成损伤，重则造成人员伤亡或者贵重设备仪器的损坏。

解决以上问题的方案之一是在驱动机构中使用高精度的步进马达与编码器配合，但大功率高精度的步进马达成本很高，且编码器对环境要求很高，维修极其困难。这与市场要求的低成本、高可靠性、高安全性以及能适应严酷的工业环境背道而驰，水火不容。

其他方案诸如采用雷达监测定位、激光定位等装置，同样存在对使用环境要求高，成本昂贵，安全性难以保证等问题，与市场要求不符。

实用新型内容：

针对现有工业特种门控制系统存在的问题，本实用新型提供一种工业特种门专用安全监测智能开关，以达到成本低、可靠性高、并且实现精确定位的目的；同时对开关自身状态作实时监测，保证人员和设备安全，以满足客户对高度安全性和可靠性的需求。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，一种工业特种门专用安全监测智能开关，包括底板，在底板的上端设置有触点模块，底板侧方的滚轮通过感应臂与传动机构的一端相连接，传动机构的另一端与底板上的触点模块的前端相接触；其特点是，在感应臂非滚轮侧的底板上设置有由上层铜环和下层铜环组成的滑触盘，所述的上层铜环和下层铜环由铜片组成；在所述的感应臂内设置有导线，感应臂滑触盘侧的长端与滑触盘的上层铜环相接触，感应臂滑触盘侧的短端与滑触盘的下层铜环相接触；在底板上触点模块的下方设置有磁力开关和跳线开关，所述的滑触盘的上层铜环的铜片分别与跳线开关的一侧接点对应连接，跳线开关的另一侧接点与磁力开关的一端相连接，磁力开关的另一端与0V电源相连接，所述的滑触盘的下层铜环的铜片与触点模块的输入端相连接，所述的触点模块的输出端及磁力开关与0V电源相连接的一端分别与安全监测电路相连接。

所述的磁力开关包括开关和设置在开关下部的永磁铁，所述的开关包括静磁屏蔽罩，在静磁屏蔽罩内设置有左侧静触点和右侧静触点，在左侧静触点和右侧静触点的上方设置有衔铁，衔铁通过其中部的复位弹簧设置在静磁屏蔽罩内；所述的左侧静触点和右侧静触点分别通过导线与静磁屏蔽罩外的接线端子相连接。

所述的触点模块包括壳体，在壳体内上部的两侧分别设置有上部接线端子，在壳体内下部的两侧分别设置有下部接线端子；在两个上部接线端子的中间位置处设置有下端具有尖端的传动杆，所述的传动杆的上端与壳体的顶端固定连接，在传动杆的尖端的两侧分别设置有具有凸起的左侧衔铁片和右侧衔铁片，左侧衔铁片的凸起和右侧衔铁片的凸起分别与传动杆的尖端相对应；左侧衔铁片和右侧衔铁片的下端分别与两个下部接线端子固定连接，左侧衔铁片和右侧衔铁片的上端分别通过左侧触点和右侧触点与两个上部接线端子相连接，左侧衔铁片和右侧衔铁片分别通过弹簧与壳体的左侧内壁和右侧内壁相连接。

为了使感应臂的长度可调，所述的感应臂包括左侧感应臂和右侧感应臂，左侧感应臂与右侧感应臂之间通过连接板连接，所述的连接板由导电材料制成，连接板通过定位螺钉固定在感应臂上。

所述的安全监测电路包括第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器及上位机，电源的正极经快速熔断器分别与第一继电器的线圈的一端、第二继电器的线圈的一端、第三继电器的线圈的一端、第一继电器的第一常开触点的一端、第一继电器的常闭触点的一端、第一继电器的第二常开触点的一端及第二继电器的第二常闭触点的一端相连接；第一继电器的线圈的另一端与触点模块的一个输出端相连接，第二继电器的线圈的另一端与触点模块的另一个输出端相连接，第三继电器的线圈的另一端与电源的负极相连接；第一继电器的第一常开触点的另一端经第二继电器的常开触点分别与第五继电器的常开触点的一端、第五继电器的线圈的一端及第二继电器的第一常闭触点的一端相连接，第二继电器的第一常闭触点的另一端与第一继电器的常闭触点的另一端相连接；第五继电器的常开触点的另一端经第四继电器的线圈与电源的负极相连接，第五继电器的线圈的另一端与电源的负极相连接，第一继电器的第二常开触点的另一端经第六继电器的线圈与电源的负极相连接，第二继电器的第二常闭触点的另一端同与第一继电器的第二常开触点相连接的第六继电器的线圈的一端相连接；第一继电器的第三常开触点与第二继电器的第三常闭触点并联后与上位机相连接，第四继电器的常开触点与第三继电器的常闭触点并联后与上位机相连接。

为了更好的起到警示功能，在所述的第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器及第六继电器的线圈的两端分别并联有第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二极管、第四发光二极管及第五发光二极管。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的智能开关由机械特性实现开关的定位监测，保证在使用过程中当出现智能开关被刮碰或者离开原安装位置时，智能开关第一时间将此信号反馈给上位机；机械特性还能实现在智能开关的感应臂、内部传动机构等硬件出现故障时，智能开关在第一时间将此信号反馈给上位机。

由于本实用新型的智能开关采用安全固态继电器和简单的逻辑电路进行控制，与PLC控制相比，其成本低很多；由于工作电压在安全电压下，并且器件自身抗干扰能力强，并且所有电路集成化电路板，安全可靠性很高；又由于集成模块自身的时时监测功能，而现有的传感器无法自检，因此，本实用新型的智能开关的安全性尤为突出。

本实用新型的智能开关在使用环境极其恶劣的条件下，仍能安全有效地反馈触发信号；并能实时监测各开关自身电气故障、机械故障以及传输线路故障等；并能隔离非正常触发信号，从而保证工业特种门的使用安全。

综上所述，使用了本实用新型的智能开关，系统的安全性、可靠性、准确性都得到了极大的提高，保证了系统、设备、人员的相对安全，这与工业特种门使用场合飞机机库、重工制造、军工制造等所要求的系统安全性、可靠性完全吻合。

附图说明：

图1是本实用新型的智能开关的结构示意图；

图2是图1的A部放大示意图；

图3是本实用新型的智能开关的安全监测电路的电路原理图；

图4是本实用新型的磁力开关的开关结构示意图；

图5是本实用新型的磁力开关的永磁铁结构示意图；

图6是本实用新型的触点模块的结构示意图；

图中，1-跳线开关，2-磁力开关，3-触点模块，4-底板，5-传动机构，6-滚轮，7-感应臂，8-定位螺钉，9-连接板，10-上层铜环，11-下层铜环，12-铜片，13-滑触盘，14-左侧感应臂，15-右侧感应臂，16-安全监测电路，17-上位机，18-开关，19-右侧静触点，20-复位弹簧，21-静磁屏蔽罩，22-左侧静触点，23-接线端子，24-衔铁，25-永磁铁，26-下部接线端子，27-尖端，28-凸起，29-壳体，30-右侧衔铁片，31-右侧触点，32-传动杆，33-上部接线端子，34-左侧触点，35-弹簧，36-左侧衔铁片。

具体实施方式：

如图1所示，一种工业特种门专用安全监测智能开关，包括底板4，在底板4的上端设置有触点模块3，底板4侧方的滚轮6通过感应臂7与传动机构5的一端相连接，传动机构5的另一端与底板4上的触点模块3的前端相接触；在感应臂7非滚轮6侧的底板4上设置有由上层铜环10和下层铜环11组成的滑触盘13，所述的上层铜环10和下层铜环11由铜片12组成；在所述的感应臂7内设置有导线，感应臂7滑触盘13侧的长端与滑触盘13的上层铜环10相接触，保证感应臂7滑触盘13侧的长端内的导线与上层铜环10相接触；感应臂7滑触盘13侧的短端与滑触盘13的下层铜环11相接触，保证感应臂7滑触盘13侧的短端内的导线与下层铜环11相接触；在底板4上触点模块3的下方设置有磁力开关2和跳线开关1，所述的滑触盘13的上层铜环10的铜片12分别与跳线开关1的一侧接点通过导线对应连接，跳线开关1的另一侧接点与磁力开关2的一端相连接，磁力开关2的另一端与0V电源相连接，所述的滑触盘13的下层铜环11的铜片12与触点模块3的输入端通过导线相连接，所述的触点模块3的输出端及磁力开关2与0V电源相连接的一端分别与安全监测电路16相连接。

如图4、图5所示，所述的磁力开关2包括开关18和设置在开关18下部的永磁铁25，所述的开关18包括静磁屏蔽罩21，在静磁屏蔽罩21内设置有左侧静触点22和右侧静触点19，在左侧静触点22和右侧静触点19的上方设置有衔铁24，衔铁24通过其中部的复位弹簧20设置在静磁屏蔽罩21内；所述的左侧静触点22和右侧静触点19分别通过导线与静磁屏蔽罩21外的接线端子23相连接。所述的静磁屏敝罩21用于屏蔽其他方向的磁场干扰。

如图6所示，所述的触点模块3包括壳体29，在壳体29内上部的两侧分别设置有上部接线端子33，在壳体29内下部的两侧分别设置有下部接线端子26；在两个上部接线端子33的中间位置处设置有下端具有尖端27的传动杆32，所述的传动杆32的上端与壳体29的顶端固定连接，在传动杆32的尖端27的两侧分别设置有具有凸起28的左侧衔铁片36和右侧衔铁片30，左侧衔铁片36的凸起28和右侧衔铁片30的凸起28分别与传动杆32的尖端27相对应；左侧衔铁片36和右侧衔铁片30的下端分别与两个下部接线端子26固定连接，左侧衔铁片36和右侧衔铁片30的上端分别通过左侧触点34和右侧触点31与两个上部接线端子33相连接，左侧衔铁片36和右侧衔铁片30分别通过弹簧35与壳体29的左侧内壁和右侧内壁相连接。

如图2所示，为了使感应臂7的长度可调，所述的感应臂7包括左侧感应臂14和右侧感应臂15，左侧感应臂14与右侧感应臂15之间通过连接板9连接，所述的连接板9由导电材料制成，连接板9通过定位螺钉8固定在感应臂7上。

如图3所示，所述的安全监测电路16包括第一继电器SR1、第二继电器SR2、第三继电器SR3、第四继电器S01、第五继电器ST、第六继电器S03及上位机17，电源的正极经快速熔断器FU分别与第一继电器SR1的线圈的一端、第二继电器SR2的线圈的一端、第三继电器SR3的线圈的一端、第一继电器SR1的第一常开触点的一端、第一继电器SR1的常闭触点的一端、第一继电器SR1的第二常开触点的一端及第二继电器SR2的第二常闭触点的一端相连接；第一继电器SR1的线圈的另一端与触点模块3的一个输出端M1相连接，第二继电器SR2的线圈的另一端与触点模块3的另一个输出端M2相连接，第三继电器SR3的线圈的另一端与电源的负极相连接；第一继电器SR1的第一常开触点的另一端经第二继电器SR2的常开触点分别与第五继电器ST的常开触点的一端、第五继电器ST的线圈的一端及第二继电器SR2的第一常闭触点的一端相连接，第二继电器SR2的第一常闭触点的另一端与第一继电器SR1的常闭触点的另一端相连接；第五继电器ST的常开触点的另一端经第四继电器S01的线圈与电源的负极相连接，第五继电器ST的线圈的另一端与电源的负极相连接，第一继电器SR1的第二常开触点的另一端经第六继电器S03的线圈与电源的负极相连接，第二继电器SR2的第二常闭触点的另一端同与第一继电器SR1的第二常开触点相连接的第六继电器S03的线圈的一端相连接；第一继电器SR1的第三常开触点与第二继电器SR2的第三常闭触点并联后与上位机17相连接，第四继电器S01的常开触点与第三继电器SR3的常闭触点并联后与上位机17相连接。

为了更好的起到警示功能，在所述的第一继电器SR1、第二继电器SR2、第三继电器SR3、第四继电器S01及第六继电器S03的线圈的两端分别并联有第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二极管、第四发光二极管及第五发光二极管。

所述的第一继电器SR1、第二继电器SR2和第三继电器SR3分别采用安全固态继电器；所述的第五继电器ST采用时间继电器。

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

如图3所示，本实用新型的安全监测电路有两路信号输入端M1、M2，输入信号进入第一继电器SR1、第二继电器SR2后，后续分检逻辑电路开始处理信号，最后将处理后得到的安全信号和报警信号输送给上位机17。

例如，工业特种门类型之一的柔性提升门，它的控制系统中，提升门的上限位采用机械行程开关SQ1，上极限限位同样采用机械行程开关SQ2，SQ1反馈给驱动电机停止信号，而SQ2是在SQ1失效下的保护信号。即使这样，如果没有安全监测电路对信号的处理，在SQ1、SQ2同时失效时，控制系统将无法判断此类故障，而将直接导致驱动电机失控，造成门体过位的严重危险。

而采用了本实用新型的智能开关的控制系统，SQ1、SQ2的状态时时被监测，一旦SQ1出现故障，安全监测电路会第一时间发出安全信号和报警信号；安全信号保证驱动电机安全停止，报警信号警示并禁止控制系统运行操作。同样，SQ2状态也被安全监测电路时时监测，一旦出现故障，它的安全信号将直接切断门体供电总电源，它的故障信号将锁死控制系统的操作并声光警示。这样的控制系统，即使SQ1失效或者控制系统硬件故障(比如接触器粘连)，触发SQ2时，将无条件切断总电源断路器，同时SQ2的状态也是时时被监测，它的任何一个电气故障都将被检测到。

Claims

1.一种工业特种门专用安全监测智能开关，包括底板，在底板的上端设置有触点模块，底板侧方的滚轮通过感应臂与传动机构的一端相连接，传动机构的另一端与底板上的触点模块的前端相接触；其特征在于，在感应臂非滚轮侧的底板上设置有由上层铜环和下层铜环组成的滑触盘，所述的上层铜环和下层铜环由铜片组成；在所述的感应臂内设置有导线，感应臂滑触盘侧的长端与滑触盘的上层铜环相接触，感应臂滑触盘侧的短端与滑触盘的下层铜环相接触；在底板上触点模块的下方设置有磁力开关和跳线开关，所述的滑触盘的上层铜环的铜片分别与跳线开关的一侧接点对应连接，跳线开关的另一侧接点与磁力开关的一端相连接，磁力开关的另一端与0V电源相连接，所述的滑触盘的下层铜环的铜片与触点模块的输入端相连接，所述的触点模块的输出端及磁力开关与0V电源相连接的一端分别与安全监测电路相连接。

2.根据权利要求1所述的一种工业特种门专用安全监测智能开关，其特征在于所述的磁力开关包括开关和设置在开关下部的永磁铁，所述的开关包括静磁屏蔽罩，在静磁屏蔽罩内设置有左侧静触点和右侧静触点，在左侧静触点和右侧静触点的上方设置有衔铁，衔铁通过其中部的复位弹簧设置在静磁屏蔽罩内；所述的左侧静触点和右侧静触点分别通过导线与静磁屏蔽罩外的接线端子相连接。

3.根据权利要求1所述的一种工业特种门专用安全监测智能开关，其特征在于所述的触点模块包括壳体，在壳体内上部的两侧分别设置有上部接线端子，在壳体内下部的两侧分别设置有下部接线端子；在两个上部接线端子的中间位置处设置有下端具有尖端的传动杆，所述的传动杆的上端与壳体的顶端固定连接，在传动杆的尖端的两侧分别设置有具有凸起的左侧衔铁片和右侧衔铁片，左侧衔铁片的凸起和右侧衔铁片的凸起分别与传动杆的尖端相对应；左侧衔铁片和右侧衔铁片的下端分别与两个下部接线端子固定连接，左侧衔铁片和右侧衔铁片的上端分别通过左侧触点和右侧触点与两个上部接线端子相连接，左侧衔铁片和右侧衔铁片分别通过弹簧与壳体的左侧内壁和右侧内壁相连接。

4.根据权利要求1所述的一种工业特种门专用安全监测智能开关，其特征在于所述的感应臂包括左侧感应臂和右侧感应臂，左侧感应臂与右侧感应臂之间通过连接板连接，所述的连接板由导电材料制成，连接板通过定位螺钉固定在感应臂上。

5.根据权利要求1所述的一种工业特种门专用安全监测智能开关，其特征在于所述的安全监测电路包括第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器及上位机，电源的正极经快速熔断器分别与第一继电器的线圈的一端、第二继电器的线圈的一端、第三继电器的线圈的一端、第一继电器的第一常开触点的一端、第一继电器的常闭触点的一端、第一继电器的第二常开触点的一端及第二继电器的第二常闭触点的一端相连接；第一继电器的线圈的另一端与触点模块的一个输出端相连接，第二继电器的线圈的另一端与触点模块的另一个输出端相连接，第三继电器的线圈的另一端与电源的负极相连接；第一继电器的第一常开触点的另一端经第二继电器的常开触点分别与第五继电器的常开触点的一端、第五继电器的线圈的一端及第二继电器的第一常闭触点的一端相连接，第二继电器的第一常闭触点的另一端与第一继电器的常闭触点的另一端相连接；第五继电器的常开触点的另一端经第四继电器的线圈与电源的负极相连接，第五继电器的线圈的另一端与电源的负极相连接，第一继电器的第二常开触点的另一端经第六继电器的线圈与电源的负极相连接，第二继电器的第二常闭触点的另一端同与第一继电器的第二常开触点相连接的第六继电器的线圈的一端相连接；第一继电器的第三常开触点与第二继电器的第三常闭触点并联后与上位机相连接，第四继电器的常开触点与第三继电器的常闭触点并联后与上位机相连接。

6.根据权利要求5所述的一种工业特种门专用安全监测智能开关，其特征在于在所述的第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器及第六继电器的线圈的两端分别并联有第一发光二极管、第二发光二极管、第三发光二极管、第四发光二极管及第五发光二极管。