CN210895046U - 一种互锁装置和顺序控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种互锁装置和顺序控制装置。该互锁装置包括：第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件和第四开关元件；第一开关元件的控制端连接第一控制信号输入端，第一开关元件的第一端连接电源正极，第一开关元件的第二端连接第二开关元件的第一端，第二开关元件的第二端与第一控制信号输出端连接，第二开关元件的控制端连接第二控制信号输入端；第三开关元件的控制端连接第二控制信号输入端，第三开关元件的第一端连接电源正极，第三开关元件的第二端连接第四开关元件的第一端，第四开关元件的第二端与第二控制信号输出端连接，第四开关元件的控制端连接第一控制信号输入端。该互锁装置能够提高设备的安全性和可靠性。

Description

一种互锁装置和顺序控制装置

技术领域

本实用新型涉及工业控制自动化领域，尤其涉及一种互锁装置和顺序控制装置。

背景技术

在自动化、信号控制等相关领域中，对控制系统的可用性和灵活性要求比较高，而利用继电器控制电路是最为普遍和常见的，这就为继电器的可用性和灵活性提出了比较高的要求。

固态继电器是一种新型的电子开关器件，与接触器相比没有任何可动的机械部件，全部由固态电子元器件组成，由电路的工作状态变换实现开关的通和断。固态继电器具有工作安全可靠、低触发电流以及可与数字电路匹配等优点，同时还有防腐防潮、耐冲击等优点。相应的，固态继电器需要安全可靠的控制信号，目前工业上大量使用的固态继电器只有2个接口，一个电源接口，一个控制信号接口，在使用两个固态继电器的场合下，为了提高系统的安全性需要增加相应的硬件互锁装置。

实用新型内容

为解决上述问题，本申请提供一种互锁装置，能够提高设备的安全性和可靠性。

第一方面，本实用新型提供了一种互锁装置，该装置包括：第一开关单元和第二开关单元；

所述第一开关单元包括第一开关元件和第二开关元件，所述第二开关单元包括第三开关元件和第四开关元件，每个开关元件均包括控制端、第一端和第二端；

所述第一开关元件的控制端连接第一控制信号输入端，所述第一开关元件的第一端连接电源正极，所述第一开关元件的第二端连接所述第二开关元件的第一端，所述第二开关元件的第二端与第一控制信号输出端连接，所述第二开关元件的控制端连接第二控制信号输入端；

所述第三开关元件的控制端连接所述第二控制信号输入端，所述第三开关元件的第一端连接所述电源正极，所述第三开关元件的第二端连接所述第四开关元件的第一端，所述第四开关元件的第二端与第二控制信号输出端连接，所述第四开关元件的控制端连接所述第一控制信号输入端；

所述互锁装置通过所述第一控制信号输入端受控于第一控制信号以及通过所述第二控制信号输入端受控于第二控制信号，在所述第一控制信号输出端输出所述第一控制信号的输出信号或所述第二控制信号输出端输出所述第二控制信号的输出信号。

可选的，该装置还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻；

所述第一电阻的第一端分别与所述第一控制信号输入端和所述第二电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端连接电源负极，所述第二电阻的第二端分别与所述第一开关元件的控制端和所述第四开关元件的控制端连接；所述第三电阻的第一端分别与所述第二控制信号输入端和所述第四电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端连接所述电源负极，所述第四电阻的第二端分别与所述第二开关元件的控制端和所述第三开关元件的控制端连接；

所述第五电阻的第一端分别与所述第二开关元件的第二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端连接所述电源负极，所述第六电阻的第二端连接所述第一控制信号输出端；所述第七电阻第一端分别与所述第四开关元件的第二端以及所述第八电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端连接所述电源负极，所述第八电阻的第二端连接所述第二控制信号输出端。

可选的，该装置还包括第一测试端口和第二测试端口；

所述第一测试端口分别与所述第一开关元件的第二端和所述第二开关元件的第一端连接；所述第二测试端口分别与所述第三开关元件的第二端和所述第四开关元件的第一端连接。

可选的，该装置还包括电容和第九电阻；

所述电容和所述第九电阻并联连接，所述电容的第一端连接所述电源负极，所述电容的第二端接地。

可选的，每个所述开关元件均为三极管，其中，所述第一开关元件和所述第三开关元件导电类型相同；所述第二开关元件和所述第四开关元件导电类型相同；所述第一开关元件和所述第二开关元件导电类型不同。

可选的，所述第一开关元件和所述第三开关元件为NPN型三极管，所述第二开关元件和所述第四开关元件为PNP型三极管。

第二方面，本申请提供了一种顺序控制装置，该装置包括：

第一方面提供的任一互锁装置。

可选的，该顺序控制装置为固态继电器。

可选的，该装置还包括第一固态继电器和第二固态继电器；

所述第一固态继电器的输入端与所述第一控制信号输出端连接；所述第二固态继电器的输入端与所述第二控制信号输出端连接；

所述第一固态继电器和所述第二固态继电器分别用于接收所述第一控制信号的输出信号和所述第二控制信号的输出信号，并根据所述第一控制信号的输出信号或者所述第二控制信号的输出信号分别控制所述第一固态继电器或所述第二固态继电器。

可选的，所述顺序控制装置包括温控器或可编程逻辑控制器。

本申请提供的互锁装置中，第一控制信号通过第一开关单元后输出第一控制信号的输出信号，第二控制信号通过第二开关单元后输出第二控制信号的输出信号，第一控制信号的输出信号控制与第一控制信号输出端相连的设备或者第二控制信号的输出信号控制与第二控制信号输出端相连的设备，由于设备受控于第一控制信号的输出信号或者第二控制信号的输出信号，因此设备不会同时有两个输入电压，降低了设备发生短路的可能性，提高了设备的安全性和可靠性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种互锁装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种互锁装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种互锁装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种互锁装置的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种顺序控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。

图1为本申请实施例提供的一种互锁装置的结构示意图。如图1所示，装置100包括第一开关单元和第二开关单元；

第一开关单元包括第一开关元件Q1和第二开关元件Q2，第二开关单元包括第三开关元件Q3和第四开关元件Q4，每个开关元件均包括控制端、第一端和第二端；

第一开关元件Q1的控制端连接第一控制信号输入端IN1，第一开关元件Q1的第一端连接电源正极Vcc，第一开关元件Q1的第二端连接第二开关元件Q2的第一端，第二开关元件Q2的第二端与第一控制信号输出端OUT1连接，第二开关元件Q2的控制端连接第二控制信号输入端IN2；

第三开关元件Q3的控制端连接第二控制信号输入端IN2，第三开关元件Q3的第一端连接电源正极Vcc，第三开关元件Q3的第二端连接第四开关元件Q4的第一端，第四开关元件Q4的第二端与第二控制信号输出端OUT2连接，第四开关元件Q4的控制端连接第一控制信号输入端IN1；

互锁装置通过第一控制信号输入端IN1受控于第一控制信号以及通过第二控制信号输入端IN2受控于第二控制信号，在第一控制信号输出端OUT1输出第一控制信号的输出信号或第二控制信号输出端OUT2输出第二控制信号的输出信号。

具体的，开关元件Q1、Q2、Q3和Q4都为三极管，第一开关元件Q1和第三开关元件Q3的导电类型相同，第二开关元件Q2和第四开关元件Q4的导电类型相同，第一开关元件Q1和第二开关元件Q2的导电类型相同。示例性的，第一开关元件Q1和第三开关元件Q3均为NPN型三极管，则第二开关元件Q2和第四开关元件Q4均为PNP型三极管。

第一开关单元的工作过程：第一控制信号输入端IN1接收第一控制信号，即向第一控制信号输入端IN1输入一个高电压，由于第一开关元件Q1的控制端连接第一控制信号输入端IN1，第一开关元件Q1的控制端为高电位，第一开关元件Q1为NPN型三极管，由于NPN型三极管为高电位导通，则第一开关元件Q1导通，第一开关元件Q1的第一端连接电源正极Vcc，因此电流从电源正极流入第一开关元件Q1的第二端；第二开关单元Q2的第一端连接第一开关元件Q1的第一端，电流流入第二开关元件Q2的第一端，第二开关元件Q2的控制端连接第二控制信号输入端IN2，此时IN2无控制信号输入，因此第二开关元件Q2的控制端为低电位，由于PNP型三极管低电位导通，则第二开关元件Q2导通，电流从第二开关元件Q2的第一端流入第二开关元件Q2的第二端，第一控制信号输出端OUT1与第二开关元件Q2的第二端连接，因此电流从第二开关元件Q2的第二端流入第一控制信号输出端OUT1。

第二开关单元的工作过程：第二控制信号输入端IN2接收第二控制信号，即向第二控制信号输入端IN2输入一个高电压，由于第三开关元件Q3的控制端连接第二控制信号输入端IN2，第三开关元件Q3的控制端为高电位，第三开关元件Q3为NPN型三极管，由于NPN型三极管为高电位导通，则第三开关元件Q3导通，第三开关元件Q3的第一端连接电源正极Vcc，因此电流从电源正极流入第三开关元件Q3的第二端；第四开关单元Q4的第一端连接第三开关元件Q3的第一端，电流流入第四开关元件Q4的第一端，第四开关元件Q4的控制端连接第一控制信号输入端IN1，此时IN1无控制信号输入，因此第四开关元件Q4的控制端为低电位，由于PNP型三极管低电位导通，则第四开关元件Q4导通，电流从第四开关元件Q4的第一端流入第四开关元件Q4的第二端，第二控制信号输出端OUT2与第四开关元件Q4的第二端连接，因此电流从第四开关元件Q4的第二端流入第二控制信号输出端OUT2。

如果，第一控制信号输入端IN1接收第一控制信号的同时第二控制信号输入端IN2接收第二控制信号，在第一开关单元的工作过程中，第二开关元件Q2的控制端为高电位，因此第二开关元件Q2不导通，导致第一控制信号输出端OUT1无输出，在第二开关单元的工作过程中，第四开关元件Q4的控制端为高电位，因此第四开关元件Q4不导通，导致第二控制信号输出端OUT2无输出。由此可知，该装置不会出现第一控制信号输出端OUT1和第二控制信号输出端OUT2同时有电流输出的情况。意味着，当第一控制信号输出端OUT1和第二控制信号输出端OUT2接入同一个设备，示例性的，同时接入电机，不会出现第一控制信号输出端OUT1和第二控制信号输出端OUT2均有电压输出而导致的电机短路，避免了对电机造成损坏。

本申请实施例提供的互锁装置，第一控制信号通过第一开关单元后输出第一控制信号的输出信号，第二控制信号通过第二开关单元后输出第二控制信号的输出信号，第一控制信号的输出信号控制与第一控制信号输出端相连的设备或者第二控制信号的输出信号控制与第二控制信号输出端相连的设备，由于设备受控于第一控制信号的输出信号或者第二控制信号的输出信号，因此设备不会同时有两个输入电压，降低了设备发生短路的可能性，提高了设备的安全性和可靠性。

本申请实施例中也可以是第一开关元件和第三开关元件为PNP型三极管，第二开关元件和第四开关元件为NPN型三极管，此外，本申请实施例中的所有开关元件也可以是场效应管等本领域技术人员所熟知的类似元件，不做限制。

图2为本申请实施例提供的另一种互锁装置的结构示意图。如图2所示，装置100包括第一开关单元、第二开关单元、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8；

第一开关单元包括第一开关元件Q1和第二开关元件Q2，第二开关单元包括第三开关元件Q3和第四开关元件Q4，每个开关元件均包括控制端、第一端和第二端；

第一电阻R1的第一端分别与第一控制信号输入端IN1和第二电阻R2的第一端连接，第一电阻R1的第二端连接电源负极Vss，第二电阻R2的第二端分别与第一开关元件Q1的控制端和第四开关元件Q4的控制端连接，第一开关元件Q1的第一端连接电源正极Vcc，第一开关元件Q1的第二端连接第二开关元件Q2的第一端；第三电阻R3的第一端分别与第二控制信号的输入端IN2和第四电阻R4的第一端连接，第三电阻R3的第二端连接电源负极Vss，第四电阻R4的第二端分别与第二开关元件Q2的控制端和第三开关元件Q3的控制端连接；第三开关元件Q3的第一端连接电源正极Vcc，第三开关元件Q3的第二端连接第四开关元件Q4的第一端；

第五电阻R5的第一端分别与第二开关元件Q2的第二端与第六电阻R6的第一端连接，第五电阻R5的第二端连接电源负极Vss，第六电阻R6的第二端连接第一控制信号输出端OUT1；第七电阻R7第一端分别与第四开关元件Q4的第二端以及第八电阻R8的第一端连接，第七电阻R7的第二端连接电源负极Vss，第八电阻R8的第二端连接第二控制信号输出端OUT2。

需要说明的是，本申请实施例中的所有电阻的作用均为限流，防止发生短路，从而保护该互锁装置。

图3为本申请实施例提供的另一种互锁装置的结构示意图。如图3所示，装置100包括还包括第一测试端口T1和第二测试端口T2；

第一测试端口T1分别与第一开关元件Q1的第二端和第二开关元件Q2的第一端连接；第二测试端口T2分别与第三开关元件Q3的第二端和第四开关元件Q4的第一端连接。

当该装置发生故障时，需要人员及时找到故障部位并更换元件，以保证设备的正常运转。具体的，将万用表的一端连接第一控制信号输入端IN1，另一端连接第一测试端口T1，根据欧姆值判断第一开关元件Q1是否损坏；将万用表的一端连接第一测试端口T1，另一端连接第一控制信号输出端OUT1，根据欧姆值判断第二开关元件Q2是否损坏；将万用表的一端连接第二控制信号输入端IN2，另一端连接第二测试端口T2，根据欧姆值判断第三开关元件Q3是否损坏；将万用表的一端连接第二测试端口T2，另一端连接第二控制信号输出端OUT2，根据欧姆值判断第四开关元件Q4是否损坏。

本申请实施例提供的互锁装置，通过设置第一测试端口和第二测试端口，检测装置的发生断路的元件，便于装置的检测维修。

图4为本申请实施例提供的另一种互锁装置的结构示意图。如图4所示，装置100包括还包括电容C和第九电阻R9；

电容C和第九电阻R9并联连接，电容C的第一端连接电源负极Vss，第九电阻R9的第二端接地。

本申请实施例提供的互锁装置，通过电容连接电源负极和地，在电源负极和大地之间建立一种浮地，使得该装置不受大地电性能的影响，能够阻止共地阻抗电路性耦合产生的电磁干扰。

基于同一构思，本申请实施例提供了一种顺序控制装置，该装置包括上述实施例中提供的任一互锁装置。

图5为本申请实施例提供的一种顺序控制装置的结构示意图。如图5所示，顺序控制装置包括互锁装置100(示例性的，如图2所示的互锁装置100)、第一固态继电器510和第二固态继电器520；

第一固态继电器510的输入端与第一控制信号输出端OUT1连接；第二固态继电器520的输入端与第二控制信号输出端OUT2连接。

第一固态继电器510和第二固态继电器520分别用于接收第一控制信号的输出信号和第二控制信号的输出信号，并根据第一控制信号的输出信号或者第二控制信号的输出信号分别控制第一固态继电器510或第二固态继电器520。

具体的，第一固态继电器510和第二固态继电器520接同一种负载，第一固态继电器510受控于第一控制信号的输出信号，继电器与负载导通并向负载提供一个较大的电压以驱动负载工作，第二固态继电器520受控于第二控制信号的输出信号，继电器与负载导通并向负载提供一个较大的电压以驱动负载工作，同时，第一控制信号的输出信号和第二控制信号的输出信号不会同时存在，即负载受控于第一固态继电器510或者第二固态继电器520，因此负载不会同时有两个输入电压，降低了设备发生短路的可能性，提高了设备的安全性和可靠性。

可选的，第一固态继电器510和第二固态继电器520分别接不同的负载。

可选的，继续参见图5，顺序控制装置200还包括温控器或可编程逻辑控制器。示例性的，温控器用于感知环境的温度，当温控器感知到温度大于A时，产生第一控制信号，第一控制信号通过第一控制信号输入端输入顺序控制装置200，顺序控制装置200产生的第一控制信号的输出信号通过第一控制信号输出端OUT1输出至第一固态继电器510，随之，向负载施加电压，负载工作后，提升周围环境温度。

本申请实施例的顺序控制装置，固态继电器和互锁装置封装于不同的壳体内，以两种器件的形态存在，实际上，互锁装置还可以封装于固态继电器的壳体内，以固态继电器的形态存在。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种互锁装置，其特征在于，包括第一开关单元和第二开关单元；

所述第一开关单元包括第一开关元件和第二开关元件，所述第二开关单元包括第三开关元件和第四开关元件，每个开关元件均包括控制端、第一端和第二端；

所述第一开关元件的控制端连接第一控制信号输入端，所述第一开关元件的第一端连接电源正极，所述第一开关元件的第二端连接所述第二开关元件的第一端，所述第二开关元件的第二端与第一控制信号输出端连接，所述第二开关元件的控制端连接第二控制信号输入端；

所述第三开关元件的控制端连接所述第二控制信号输入端，所述第三开关元件的第一端连接所述电源正极，所述第三开关元件的第二端连接所述第四开关元件的第一端，所述第四开关元件的第二端与第二控制信号输出端连接，所述第四开关元件的控制端连接所述第一控制信号输入端；

所述互锁装置通过所述第一控制信号输入端受控于第一控制信号以及通过所述第二控制信号输入端受控于第二控制信号，在所述第一控制信号输出端输出所述第一控制信号的输出信号或所述第二控制信号输出端输出所述第二控制信号的输出信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻和第八电阻；

所述第一电阻的第一端分别与所述第一控制信号输入端和所述第二电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端连接电源负极，所述第二电阻的第二端分别与所述第一开关元件的控制端和所述第四开关元件的控制端连接；所述第三电阻的第一端分别与所述第二控制信号输入端和所述第四电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端连接所述电源负极，所述第四电阻的第二端分别与所述第二开关元件的控制端和所述第三开关元件的控制端连接；

所述第五电阻的第一端分别与所述第二开关元件的第二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端连接所述电源负极，所述第六电阻的第二端连接所述第一控制信号输出端；所述第七电阻第一端分别与所述第四开关元件的第二端以及所述第八电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端连接所述电源负极，所述第八电阻的第二端连接所述第二控制信号输出端。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括第一测试端口和第二测试端口；

所述第一测试端口分别与所述第一开关元件的第二端和所述第二开关元件的第一端连接；所述第二测试端口分别与所述第三开关元件的第二端和所述第四开关元件的第一端连接。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括电容和第九电阻；

所述电容和所述第九电阻并联连接，所述电容的第一端连接所述电源负极，所述电容的第二端接地。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个所述开关元件均为三极管，其中，所述第一开关元件和所述第三开关元件导电类型相同；所述第二开关元件和所述第四开关元件导电类型相同；所述第一开关元件和所述第二开关元件导电类型不同。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一开关元件和所述第三开关元件为NPN型三极管，所述第二开关元件和所述第四开关元件为PNP型三极管。

7.一种顺序控制装置，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的互锁装置。

8.根据权利要求7所述的顺序控制装置，其特征在于，所述顺序控制装置为固态继电器。

9.根据权利要求7所述的顺序控制装置，其特征在于，还包括第一固态继电器和第二固态继电器；

所述第一固态继电器的输入端与所述第一控制信号输出端连接；所述第二固态继电器的输入端与所述第二控制信号输出端连接；

所述第一固态继电器和所述第二固态继电器分别用于接收所述第一控制信号的输出信号和所述第二控制信号的输出信号，并根据所述第一控制信号的输出信号或者所述第二控制信号的输出信号分别控制所述第一固态继电器或所述第二固态继电器。

10.根据权利要求9所述的顺序控制装置，其特征在于，所述顺序控制装置包括温控器或可编程逻辑控制器。

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