CN213752538U - 电阻输入型安全继电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的电阻输入型安全继电器，解决了现有技术中对于电阻特性的安全传感器只是利用专用控制器进行控制，仅仅实现对电阻信号的检测和输出，并不能满足在安全控制领域的应用时的需求。本实用新型提供一种支持电阻输入型传感器的安全继电器，可以具备传感器厂家的专用控制器的检测和输出功能，符合功能安全的要求，能直接用于安全回路中，达到需要的安全等级。

Description

电阻输入型安全继电器

技术领域

本实用新型涉及安全控制领域，特别是涉及一种电阻输入型安全继电器。

背景技术

随着控制领域的安全应用越来越广泛，安全传感器的类型也逐渐增加，传统的安全传感器类型一般是开关类型的(如急停按钮，安全门锁，磁性开关，安全光幕等)，对于电阻特性的安全传感器，主要集成到安全地毯，安全触边的内部。该类传感器没有受到压力时，表现为固定的阻值，该阻值范围为1k～10kΩ左右；当该类传感器受到压力时，阻值会迅速变小，一般小于10Ω。

现有该类传感器一般搭配专用控制器进行控制，该类传感器多用于安全控制回路中，专用控制器需符合机械安全，功能安全的要求，达到相应的安全等级，但很多传感器的厂家的专用控制器仅仅实现对电阻信号的检测和输出，并未实现安全的需求，因此在安全控制领域的应用时，需要额外增加安全控制器，实现系统的安全。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种电阻输入型安全继电器，用于解决现有技术中对于电阻特性的安全传感器只是利用专用控制器进行控制，仅仅实现对电阻信号的检测和输出，并不能满足在安全控制领域的应用时的需求。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种电阻输入型安全继电器，包括：第一输入采样电路、第二输入采样电路、复位处理电路、功能安全控制电路以及安全输出电路；其中，所述第一输入采样电路以及第二输入采样电路的输入端连接第一采样端Y1，其输出端连接所述功能安全控制电路；所述第一输入采样电路以及第二输入采样电路通过所述第一采样端Y1对对应传感器状态的信号进行采样，并分别输出第一采样输出信号以及第二采样输出信号；所述复位处理电路其输入端分别连接第一端子S33、第二端子S34以及第三端子S35，其输出端连接所述功能安全控制电路，用于对所述继电器进行复位并输出复位信号；所述功能安全控制电路，其输出端连接所述安全输出电路，用于接收所述复位信号、第一采样输出信号以及第二采样输出信号并控制所述安全输出电路的输出状态；所述安全输出电路，包括：与所述功能控制电路输出端连接的第一开关以及第二开关，其中，所述第一开关的输出端连接第一输出触点，所述第二开关的输出端连接第二输出触点。

于本实用新型的一实施例中，所述第一输入采样电路以及第二输入采样电路通过所述第一采样端Y1对对应传感器状态的信号进行采样，并分别输出第一采样输出信号以及第二采样输出信号包括：当第一输入采样电路和/或第二输入采样电路在所述第一采样端Y1采集到对应于传感器未受到压力时的信号时，输出高电平的第一采样输出信号和/或第二采样输出信号；当第一输入采样电路和/或第二输入采样电路在所述第一采样端Y1采集到对应于传感器受到压力和/或传感器发生故障时的信号时，输出低电平的第一采样输出信号和/或第二采样输出信号。

于本实用新型的一实施例中，所述继电器还包括：电阻分压电路，连接所述第一输入采样电路以及第二输入采样电路，包括：通过所述第一采样端Y1与所述第一输入采样电路以及第二输入采样电路连接的电阻传感器以及分压电阻。

于本实用新型的一实施例中，收所述复位信号、第一采样输出信号以及第二采样输出信号并控制所述安全输出电路的输出状态包括：当接收所述复位信号、对应于传感器未受到压力时的第一采样输出信号以及第二采样输出信号时，且所述安全继电器内部故障时，令所述第一开关，所述第二开关关闭，以控制所述安全输出电路的为安全输出状态；当接收所述复位信号、对应于传感器受到压力时和/或传感器发生故障时的第一采样输出信号和/或第二采样输出信号时，或所述安全继电器发生故障时，令所述第一开关和/或所述第二开关关闭，以控制所述安全输出电路的关闭安全输出状态。

于本实用新型的一实施例中，所述功能安全控制电路包括：第一强制继电器以及第二强制继电器，分别包括：至少两路常开触点以及一路常闭触点；普通继电器，包括：至少一路常开触点以及一路常闭触点；由所述第一采样输入电路的输出端通过的第一电阻接光耦、第一电容以及第一强制继电器线圈以及第一线圈控制电路，其中，第一线圈强制控制电路包括：第一三极管控制电路以及与所述三极管控制电路连接的限流电路，用于控制所述第一开关的开关；由所述第二采样输入电路的确输出端通过的所述第二强制继电器的一常开触点、限流电路、第二强制继电器线圈以及第二线圈控制电路，其中，所述第二线圈强制控制电路包括：第二三极管控制电路，用于控制所述第二开关的开关。

于本实用新型的一实施例中，所述第一输入采样电路以及第二输入采样电路的电路结构相同，该电路结构包括：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、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第一放大器、第二放大器、第三放大器、第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管；其中，所述第一电阻的一端连接所述第一采样端Y1，另一端连接所述第三放大器的输入端以及第二电阻的一端；所述第二电阻的另一端连接第一放大器的输入端以及第三电阻的一端；第三电阻的另一端连接所述第一放大器的输出端以及所述第一二极管的正极；所述第四电阻一端接地，另一端连接第五电阻的一端以及所述第一放大器上的输入端；所述第五电阻的另一端连接所述第六电阻的一端、第七电阻的一端、第八电阻的一端、所述第二放大器的输入端、所述第一二极管的负极以及第二二极管的负极；所述第六电阻的另一端连接供电电源；所述第七电阻的另一端连接所述第三放大器的输入端以及第九电阻的一端；所述第九电阻的另一端连接所述第二二极管的正极；所述第八电阻的另一端连接所述第十电阻的一端以及所述第二放大器的输入端；所述第十电阻的另一端连接供电电源；所述第十一电阻一端连接所述第二放大器的输出端以及所述第十二电阻的一端；所述第一三极管的发射极连接供电电源，其基极经所述第十三电阻连接所述第二三极管的集电极；所述第一二极管的集电极接地；所述第二三极管的发射极接地，其基极连接所述第十二电阻的一端；所述第十二电阻另一端接地；所述第一放大器一端连接供电电源，另一端接地。

于本实用新型的一实施例中，当第一输入采样电路和/或第二输入采样电路在所述第一采样端Y1采集到对应于传感器未受到压力时的信号时，所述第一放大器输出高电平，所述第三放大器输出高电平，所述第二放大器输入端为高电平，进而第一三极管、第二三极管导通，输出高电平的第一采样输出信号和/或第二采样输出信号；当第一输入采样电路和/或第二输入采样电路在所述第一采样端Y1采集到对应于传感器受到压力和/或传感器发生故障时的信号时，所述第一放大器输出低电平，所述第三放大器输出低电平，所述第二放大器输入端为低电平，进而第一三极管、第二三极管截止，输出低电平的第一采样输出信号和/或第二采样输出信号。

于本实用新型的一实施例中，所述功能安全控制电路还包括：第一继电器第一常开触点、第一继电器第二常开触点、第一继电器常闭触点、第二继电器第一常开触点、第二继电器常开触点、第二继电器常闭触点、普通继电器常开触点、普通继电器常闭触点、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、光耦OP1A、第一电容、第三三极管、第一强制继电器线圈、第一限流电路、光耦OP2A、第二电容、第四三极管、第二强制继电器线圈、普通继电器线圈、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第一稳压管、光耦OP1B、光耦OP2B、第二限流电路；其中，所述由所述第一采样输入电路的输出端经过所述第一继电器常闭触点J1B以及第二继电器常闭触点与第一端子S33连接，所述第一采样输入电路的输出端连接至第十四电阻的一端、第一电容的正极、以及普通继电器常开触点的一端以及第一强制继电器线圈的一端；所述第十四电阻的另一端连接光耦OP1A的一端；所述第一电容的负极连接光耦OP1A的另一端以及第十六电阻的一端；所述第十六电阻的另一端连接第十五电阻一端以及第三三极管的基极；所述第十五电阻另一端连接普通继电器常开触点的另一端；所述第三三极管的集电极连接所述第一强制继电器线圈的另一端以及第一限流电路的输入端，所述所述第三三极管的发射极连接所述第十七电阻的一端；所述第十七电阻的另一端通过所述普通继电器常闭触点接地；所述第一限流电路的输出端通过连接所述第一继电器第一常开触点接地；所述第二输入采样电路的输出端依次通过所述第二继电器第一常开触点以及第二限位电路连接第三二极管正极、所述第四二极管正极、所述第五二极管正极、普通继电器线圈一端、所述第十八电阻一端以及第三端子S35；所述第十八电阻另一端通过连接光耦OP2A来接地以及连接所述普通继电器线圈的另一端；所述第三二极管负极连接所述第二强制继电器线圈一端、所述第六二极管的负极、光耦OP1B一端、第二电容正极以及第二端子S34；所述第四二极管负极连接所述第二强制继电器线圈另一端、所述第六二极管的正极以及第四三极管的集电极、所述第十九电阻的一端；所述第五二极管的负极连接所述第二强制继电器线圈另一端、第四三极管的集电极以及所述第六二极管的负极；所述第十九电阻的另一端连接所述第四三极管的基极、所述第二十电阻一端以及所述第一稳压管的正极；所述第二十电阻另一端连接光耦OP2B以及第二电容负极；所述第一稳压管的负极连接所述第二十一电阻的一端以及光耦OP2B；所述第二十一电阻的另一端连接光耦OP1B一端；所述所述功能安全控制电路通过第一继电器第二常开触点以及第二继电器第一常开触点与所述安全输出电路连接的第一输出触点以及第二输出触点相连接。

于本实用新型的一实施例中，当接收到自动复位信号、对应于传感器未受到压力时的第一采样输出信号以及第二采样输出信号时，所述第一电容充电，所述光耦OP1A输入端得电，其输出端导通，光耦OP1B导通，第四三极管导通，第二强制继电器线圈得电，第二继电器常开触点闭合，第二继电器常开触点与第二强制继电器线圈构成第一自锁回路，普通继电器线圈得电，普通继电器常闭触点断开，普通继电器常开触点闭合，第一电容放电，使得第一强制继电器线圈得电，并与第一继电器第一常开触点构成第二自锁回路，进而第一继电器第二常开触点以及第二继电器第一常开触点处于闭合状态，输出对应安全输出的控制信号；当接收所述复位信号、对应于传感器受到压力时和/或传感器发生故障时的第一采样输出信号以及第二采样输出信号时，则各自锁回路失去电源，使得一继电器第二常开触点以及第二继电器第一常开触点断开，输出对应停止安全输出的控制信号。

于本实用新型的一实施例中，当接收到手动复位信号中的按下按钮信号、对应于传感器未受到压力时的第一采样输出信号以及第二采样输出信号时，第三端子S35得电，光耦OP2A得电，光耦OP2B闭合，第四三极管截止，此时第三端子S35通过第四二极管以及第六二极管对第二电容充电；当接收到手动复位信号中的释放按钮信号、对应于传感器未受到压力时的第一采样输出信号以及第二采样输出信号时，第三端子S35失电，光耦OP2A失电，光耦OP2B失电，第四三极管导通，此时第三端子S35通过第四二极管以及第六二极管对第二电容放电。

如上所述，本实用新型的一种电阻输入型安全继电器，具有以下有益效果：本实用新型提供一种支持电阻输入型传感器的安全继电器，可以具备传感器厂家的专用控制器的检测和输出功能，符合功能安全的要求，能直接用于安全回路中，达到需要的安全等级。

附图说明

图1显示为本实用新型一实施例中的电阻输入型安全继电器的结构示意图。

图2显示为本实用新型一实施例中的第一输入采样电路的结构示意图。

图3显示为本实用新型一实施例中的功能安全控制电路的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本实用新型的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本实用新型的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本实用新型的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本实用新型。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、““下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

在通篇说明书中，当说某部分与另一部分“连接”时，这不仅包括“直接连接”的情形，也包括在其中间把其它元件置于其间而“间接连接”的情形。另外，当说某种部分“包括”某种构成要素时，只要没有特别相反的记载，则并非将其它构成要素，排除在外，而是意味着可以还包括其它构成要素。

其中提到的第一、第二及第三等术语是为了说明多样的部分、成份、区域、层及/或段而使用的，但并非限定于此。这些术语只用于把某部分、成份、区域、层或段区别于其它部分、成份、区域、层或段。因此，以下叙述的第一部分、成份、区域、层或段在不超出本实用新型范围的范围内，可以言及到第二部分、成份、区域、层或段。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

本实用新型实施例中提供一种电阻输入型安全继电器，解决了现有技术中对于电阻特性的安全传感器只是利用专用控制器进行控制，仅仅实现对电阻信号的检测和输出，并不能满足在安全控制领域的应用时的需求。本实用新型提供一种支持电阻输入型传感器的安全继电器，可以具备传感器厂家的专用控制器的检测和输出功能，符合功能安全的要求，能直接用于安全回路中，达到需要的安全等级。

下面以附图为参考，针对本实用新型的实施例进行详细说明，以便本实用新型所述技术领域的技术人员能够容易地实施。本实用新型可以以多种不同形态体现，并不限于此处说明的实施例。

如图1所示，展示本实用新型实施例中的电阻输入型安全继电器的结构示意图。

所述电阻输入型安全继电器包括：

第一输入采样电路(CH1采样电路)、第二输入采样电路(CH2采样电路)、复位处理电路、功能安全控制电路以及安全输出电路；

其中，所述第一输入采样电路(CH1采样电路)以及第二输入采样电路(CH2采样电路)的输入端连接第一采样端Y1，其输出端连接所述功能安全控制电路；所述第一输入采样电路(CH1采样电路)以及第二输入采样电路(CH2采样电路)通过所述第一采样端Y1对对应传感器状态的信号进行采样，并分别输出第一采样输出信号以及第二采样输出信号；所述Y2端接地。

所述复位处理电路其输入端分别连接第一端子S33、第二端子S34以及第三端子S35，其输出端连接所述功能安全控制电路，用于对所述继电器进行复位并输出复位信号；

所述功能安全控制电路，其输出端连接所述安全输出电路，用于接收所述复位信号、第一采样输出信号以及第二采样输出信号并控制所述安全输出电路的输出状态；具体的，所述功能安全控制电路通过控制第一开关S11以及第二开关S12来控制所述安全输出电路的输出状态。

所述安全输出电路，包括：与所述功能控制电路输出端连接的第一开关S11以及第二开关S12，其中，所述第一开关的输出端连接第一输出触点13，所述第二开关的输出端连接第二输出触点14。

可选的，所述第一输入采样电路(CH1采样电路)以及第二输入采样电路(CH2采样电路)通过所述第一采样端Y1对对应传感器状态的信号进行采样，并分别输出第一采样输出信号以及第二采样输出信号包括：

当第一输入采样电路(CH1采样电路)和/或第二输入采样电路(CH2采样电路)在所述第一采样端Y1采集到对应于传感器未受到压力时的信号时，输出高电平的第一采样输出信号和/或第二采样输出信号；

当第一输入采样电路(CH1采样电路)和/或第二输入采样电路(CH2采样电路)在所述第一采样端Y1采集到对应于传感器受到压力和/或传感器发生故障时的信号时，输出低电平的第一采样输出信号和/或第二采样输出信号。

可选的，所述继电器还包括：电阻分压电路，连接所述第一输入采样电路(CH1采样电路)以及第二输入采样电路(CH2采样电路)，包括：通过所述第一采样端Y1与所述第一输入采样电路(CH1采样电路)以及第二输入采样电路(CH2采样电路)连接的电阻传感器以及分压电阻。

电阻型传感器在未受到压力时，表现为固定阻抗，发送对应于传感器未受到压力的信号；当受到压力时，阻值会迅速变小，发送对应于传感器受到压力的信号；当传感器发生故障时，阻抗会变大，发送对应于传感器发生故障时的信号；根据该特性，利用电阻分压，比较器(或运放)搭建窗口比较电路。

可选的，如图2所示，为第一输入采样电路CH1采样电路的结构示意图，所述第一输入采样电路以及第二输入采样电路的电路结构相同，该电路结构包括：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、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第一放大器、第二放大器、第三放大器、第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管；其中，所述第一电阻R5的一端连接所述第一采样端Y1，另一端连接所述第三放大器UID的输入端以及第二电阻R11的一端；所述第二电阻R11的另一端连接第一放大器UIA的输入端以及第三电阻R22的一端；第三电阻R22的另一端连接所述第一放大器UIA的输出端以及所述第一二极管D12A的正极；所述第四电阻R12一端接地，另一端连接第五电阻R18的一端以及所述第一放大器上的输入端；所述第五电阻R18的另一端连接所述第六电阻R14的一端、第七电阻R19的一端、第八电阻R29的一端、所述第二放大器UIB的输入端、所述第一二极管D12A的负极以及第二二极管D12B的负极；所述第六电阻R14的另一端连接供电电源；所述第七电阻R19的另一端连接所述第三放大器UID的输入端以及第九电阻R23的一端；所述第九电阻R23的另一端连接所述第二二极管D12B的正极；所述第八电阻R29的另一端连接所述第十电阻R31的一端以及所述第二放大器UIB的输入端；所述第十电阻R31的另一端连接供电电源；所述第十一电阻R33一端连接所述第二放大器UIB的输出端以及所述第十二电阻R35的一端；所述第一三极管的发射极连接供电电源，其基极经所述第十三电阻连接所述第二三极管的集电极；所述第一二极管的集电极接地；所述第二三极管的发射极接地，其基极连接所述第十二电阻R35的一端；所述第十二电阻R35另一端接地；所述第一放大器UIA一端连接供电电源，另一端接地。

可选的，当第一输入采样电路(CH1采样电路)和/或第二输入采样电路(CH2采样电路)在所述第一采样端Y1采集到对应于传感器未受到压力时的信号时，所述第一放大器UIA输出高电平，所述第三放大器UID输出高电平，所述第二放大器UIB输入端为高电平，进而第一三极管、第二三极管导通，输出高电平的第一采样输出信号和/或第二采样输出信号；

当第一输入采样电路和/或第二输入采样电路在所述第一采样端Y1采集到对应于传感器受到压力和/或传感器发生故障时的信号时，所述第一放大器UIA输出低电平，所述第三放大器UID输出低电平，所述第二放大器UIB输入端为低电平，进而第一三极管D12A、第二三极管D12B截止，输出低电平的第一采样输出信号和/或第二采样输出信号。

在一实施例中，如图2所示，电阻R3和电阻型传感器构成电阻分压电路，对地分压值为V0，V0随着传感器得状态变化而变化；所述第六电阻R14,第五电阻R18,第四电阻R12串联分压产生V1,V2，这两个电压为固定值；

当传感器未受到压力时，V0的电压值应大于V2电压值且小于V1电压值，此时第一放大器U1A输出V5为高电平VCC1,第三放大器U1D输出值V4为高电平VCC1,因此第二放大器U1B的输入正端为高电平，输出V7为高电平，Q5,Q3导通，使得采样电路输出为高电平VCC。

当传感器受到压力时，V0的电压值小于V2,此时第一放大器U1A输出V5为为低电平，此时V6的电压值小于V1,使得第二放大器U1B输出V7为低电平，三极管Q5,Q3截至。

当传感器发生故障时，V0的电压值大于V1,使得第三放大器U1D输出V4输出为低电平，此时V6的电压值小于V1,使得第二放大器U1B输出V7为低电平，三极管Q5,Q3截至。

需要注意的是，Q5,Q3截至后，CH1采样输出电路输出低电平，三极管Q5,Q3导通。

可选的，接收所述复位信号、第一采样输出信号以及第二采样输出信号并控制所述安全输出电路的输出状态包括：

当所述功能安全控制电路接收所述复位信号、对应于传感器未受到压力时的第一采样输出信号以及第二采样输出信号时，且所述安全继电器内部故障时，令所述第一开关S11，所述第二开关S12关闭，以控制所述安全输出电路的为安全输出状态；

当所述功能安全控制电路接收所述复位信号、对应于传感器受到压力时和/或传感器发生故障时的第一采样输出信号和/或第二采样输出信号时，或所述安全继电器发生故障时，令所述第一开关S11和/或所述第二开关S12关闭，以控制所述安全输出电路的关闭安全输出状态。

可选的，所述功能安全控制电路包括：第一强制继电器以及第二强制继电器，分别包括：至少两路常开触点以及一路常闭触点；普通继电器，包括：至少一路常开触点以及一路常闭触点；由所述第一采样输入电路的输出端通过的第一电阻接光耦、第一电容以及第一强制继电器线圈以及第一线圈控制电路，其中，第一线圈强制控制电路包括：第一三极管控制电路以及与所述三极管控制电路连接的限流电路，用于控制所述第一开关S11的开关；由所述第二采样输入电路的确输出端通过的所述第二强制继电器的一常开触点、限流电路、第二强制继电器线圈以及第二线圈控制电路，其中，所述第二线圈强制控制电路包括：第二三极管控制电路，用于控制所述第二开关S11的开关。

可选的，如图3所示，为所述能安全控制电路的结构示意图，所述功能安全控制电路还包括：第一继电器第一常开触点J1F、第一继电器第二常开触点J1G、第一继电器常闭触点J1B、第二继电器第一常开触点J2F、第二继电器常开触点J2G、第二继电器常闭触点J2C、普通继电器常开触点J3B、普通继电器常闭触点J3C、第十四电阻R41、第十五电阻R48、第十六电阻R47、第十七电阻R53、第十八电阻R24、第十九电阻R50、第二十电阻R52、第二十一电阻R57、第二十二电阻R56、光耦OP1A、第一电容E2、第三三极管Q8、第一强制继电器线圈I1A、第一限流电路、光耦OP2A、第二电容E5、第四三极管Q9、第二强制继电器线圈J2A、普通继电器线圈J3A、第三二极管D5、第四二极管D2、第五二极管D6、第六二极管D11、第一稳压管Z7、光耦OP1B、光耦OP2B、第二限流电路；其中，所述第一继电器第二常开触点J1G相当于第一开关，所述第二继电器第一常开触点J2F相当于第二开关，利用以上两个开关控制所述继电器的输出状态；

其中，所述由所述第一采样输入电路的输出端经过所述第一继电器常闭触点J1B以及第二继电器常闭触点J2C与触点S33连接，所述第一采样输入电路的输出端连接至第十四电阻R41的一端、第一电容E2的正极、以及普通继电器常开触点J3B的一端以及第一强制继电器线圈I1A的一端；所述第十四电阻R41的另一端连接光耦OP1A的一端；所述第一电容E2的负极连接光耦OP1A的另一端以及第十六电阻R47的一端；所述第十六电阻R47的另一端连接第十五电阻R48一端以及第三三极管Q8的基极；所述第十五电阻R48另一端连接普通继电器常开触点J3B的另一端；所述第三三极管Q8的集电极连接所述第一强制继电器线圈I1A的另一端以及第一限流电路的输入端，所述所述第三三极管Q8的发射极连接所述第十七电阻R53的一端；所述第十七电阻R53的另一端通过所述普通继电器常闭触点J3C接地；所述第一限流电路的输出端通过连接所述第一继电器第一常开触点J1F接地；所述第二输入采样电路的输出端依次通过所述第二继电器第一常开触点J2F以及第二限位电路连接第三二极管D5正极、所述第四二极管D2正极、所述第五二极管D6正极、普通继电器线圈J3A一端、所述第十八电阻R24一端以及触点S35；所述第十八电阻R24另一端通过连接光耦OP2A来接地以及连接所述普通继电器线圈J3A的另一端；所述第三二极管D5负极连接所述第二强制继电器线圈J2A一端、所述第六二极管D11的负极、光耦OP1B一端、第二电容E5正极以及触点S34；所述第四二极管D2负极连接所述第二强制继电器线圈J2A另一端、所述第六二极管D11的正极以及第四三极管Q9的集电极、所述第十九电阻R50的一端；所述第五二极管D6的负极连接所述第二强制继电器线圈J2A另一端、第四三极管Q9的集电极以及所述第六二极管D11的负极；所述第十九电阻R50的另一端连接所述第四三极管Q9的基极、所述第二十电阻R52一端以及所述第一稳压管Z7的正极；所述第二十电阻R52另一端连接光耦OP2B以及第二电容E5负极；所述第一稳压管Z7的负极连接所述第二十一电阻R57的一端以及光耦OP2B；所述第二十一电阻R57的另一端连接光耦OP1B一端；所述所述功能安全控制电路通过第一继电器第二常开触点J1G以及第二继电器第一常开触点J2F与所述安全输出电路连接的第一输出触点13以及第二输出触点14相连接。

在一实施例中，当接收到自动复位信号、对应于传感器未受到压力时的第一采样输出信号以及第二采样输出信号时，所述第一电容E2充电，所述光耦OP1A输入端得电，其输出端导通，光耦OP1B导通，第四三极管Q9导通，第二强制继电器线圈J2A得电，第二继电器常开触点J2G闭合，第二继电器常开触点J2G与第二强制继电器线圈J2A构成第一自锁回路，普通继电器线圈J3A得电，普通继电器常闭触点J3C断开，普通继电器常开触点J3B闭合，第一电容E2放电，使得第一强制继电器线圈I1A得电，并与第一继电器第一常开触点J1F构成第二自锁回路，进而第一继电器第二常开触点J1G以及第二继电器第一常开触点J2F处于闭合状态，输出对应安全输出的控制信号；当接收所述复位信号、对应于传感器受到压力时和/或传感器发生故障时的第一采样输出信号以及第二采样输出信号时，则各自锁回路失去电源，使得一继电器第二常开触点J1G以及第二继电器第一常开触点J2F断开，输出对应停止安全输出的控制信号。

具体的，如图3所示，当需要自动复位时：外部短接S33-S34端子，电阻传感器处于未受压力，正常工作情况下，CH1,CH2采样电路均输出高电平，则所述所述功能安全控制电路中E2充电，光耦OP1输入端得电，输出端导通，因S34为高电平，OP1B导通，三极管Q9导通，线圈J2A得电，相关触点动作，J2G触点闭合，J2G触点与J2A构成自锁回路。J3A得电，触点J3C断开，J3B触点闭合，E2放电，并使得J1A线圈得电，相关触点动作，与J1F构成自锁回路J1，J2继电器线圈均处于自锁状态，则其常开触点(J1G,J2F)处于闭合状态，并安全输出。若电阻传感器处于受力状态或者故障状态，CH1采样电路，CH2采样电路输出至少有一路为低电平，则对应自锁回路失去电源，使得对应安全输出触点断开，安全继电器输出断开，保证整机安全。

可选的，当接收到手动复位信号中的按下按钮信号、对应于传感器未受到压力时的第一采样输出信号以及第二采样输出信号时，触点S35得电，光耦OP2A得电，光耦OP2B闭合，第四三极管Q9截止，此时触点S35通过第四二极管D2以及第六二极管D11对第二电容E5充电；当接收到手动复位信号中的释放按钮信号、对应于传感器未受到压力时的第一采样输出信号以及第二采样输出信号时，触点S35失电，光耦OP2A失电，光耦OP2B失电，第四三极管Q9导通，此时触点S35通过第四二极管D2以及第六二极管D11对放电。

具体的，当需要手动复位时：根据ISO13849标准，复位必须动态启动，即需要按下再释放，安全继电器才能启动，当按下复位按钮时，S35得电，光耦OP2A得电，OP2B闭合，使得Q9截至，此时S35通过D2,D11对电容E5充电；此时释放复位按钮，S35失电，此时，光耦OP2A失电，使得三极管Q9导通，E5放电，并使得线圈J2A得电，相关触点动作，并形成自锁回路；若电阻传感器处于受力状态或者故障状态，CH1采样电路，CH2采样电路输出至少有一路为低电平，则对应自锁回路失去电源，使得对应安全输出触点断开，安全继电器输出断开，保证整机安全。

可选的，由于所述强制导向继电器的特性，当继电器常开触点发生危险故障(触点粘连)，则常闭触点则必然处于断开状态。使J2C,J1B必然有一个是断开的，并使得S33端子为低电平，而安全继电器的启动必须保证S34或S35得电。若不得电，则安全继电器永远不能启动。保证安全继电器的输出安全。

综上所述，本实用新型电阻输入型安全继电器，用于解决现有技术中解决了现有技术中对于电阻特性的安全传感器只是利用专用控制器进行控制，仅仅实现对电阻信号的检测和输出，并不能满足在安全控制领域的应用时的需求。本实用新型提供一种支持电阻输入型传感器的安全继电器，可以具备传感器厂家的专用控制器的检测和输出功能，符合功能安全的要求，能直接用于安全回路中，达到需要的安全等级。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅示例性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种电阻输入型安全继电器，其特征在于，包括：第一输入采样电路、第二输入采样电路、复位处理电路、功能安全控制电路以及安全输出电路；

其中，

所述第一输入采样电路以及第二输入采样电路的输入端连接第一采样端Y1，其输出端连接所述功能安全控制电路；所述第一输入采样电路以及第二输入采样电路通过所述第一采样端Y1对对应传感器状态的信号进行采样，并分别输出第一采样输出信号以及第二采样输出信号；

所述复位处理电路其输入端分别连接第一端子S33、第二端子S34以及第三端子S35，其输出端连接所述功能安全控制电路，用于对所述继电器进行复位并输出复位信号；

所述功能安全控制电路，其输出端连接所述安全输出电路，用于接收所述复位信号、第一采样输出信号以及第二采样输出信号并控制所述安全输出电路的输出状态；

所述安全输出电路，包括：与所述功能安全控制电路输出端连接的第一开关以及第二开关，其中，所述第一开关的输出端连接第一输出触点，所述第二开关的输出端连接第二输出触点。

2.根据权利要求1中所述的电阻输入型安全继电器，其特征在于，所述第一输入采样电路以及第二输入采样电路通过所述第一采样端Y1对对应传感器状态的信号进行采样，并分别输出第一采样输出信号以及第二采样输出信号包括：

当第一输入采样电路和/或第二输入采样电路在所述第一采样端Y1采集到对应于传感器未受到压力时的信号时，输出高电平的第一采样输出信号和/或第二采样输出信号；

当第一输入采样电路和/或第二输入采样电路在所述第一采样端Y1采集到对应于传感器受到压力和/或传感器发生故障时的信号时，输出低电平的第一采样输出信号和/或第二采样输出信号。

3.根据权利要求1中所述的电阻输入型安全继电器，其特征在于，所述继电器还包括：电阻分压电路，连接所述第一输入采样电路以及第二输入采样电路，包括：通过所述第一采样端Y1与所述第一输入采样电路以及第二输入采样电路连接的电阻传感器以及分压电阻。

4.根据权利要求1中所述的电阻输入型安全继电器，其特征在于，接收所述复位信号、第一采样输出信号以及第二采样输出信号并控制所述安全输出电路的输出状态包括：

当接收所述复位信号、对应于传感器未受到压力时的第一采样输出信号以及第二采样输出信号时，且所述安全继电器内部故障时，令所述第一开关，所述第二开关关闭，以控制所述安全输出电路的为安全输出状态；

当接收所述复位信号、对应于传感器受到压力时和/或传感器发生故障时的第一采样输出信号和/或第二采样输出信号时，或所述安全继电器发生故障时，令所述第一开关和/或所述第二开关关闭，以控制所述安全输出电路的关闭安全输出状态。

5.根据权利要求1或4中所述的电阻输入型安全继电器，其特征在于，所述功能安全控制电路包括：

第一强制继电器以及第二强制继电器，分别包括：至少两路常开触点以及一路常闭触点；

普通继电器，包括：至少一路常开触点以及一路常闭触点；

由所述第一采样输入电路的输出端通过的第一电阻接光耦、第一电容以及第一强制继电器线圈以及第一线圈控制电路，其中，第一线圈强制控制电路包括：第一三极管控制电路以及与所述三极管控制电路连接的限流电路，用于控制所述第一开关的开关；

由所述第二采样输入电路的确输出端通过的所述第二强制继电器的一常开触点、限流电路、第二强制继电器线圈以及第二线圈控制电路，其中，所述第二线圈强制控制电路包括：第二三极管控制电路，用于控制所述第二开关的开关。

6.根据权利要求2中所述的电阻输入型安全继电器，其特征在于，所述第一输入采样电路以及第二输入采样电路的电路结构相同，该电路结构包括：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、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第一放大器、第二放大器、第三放大器、第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管；

其中，所述第一电阻的一端连接所述第一采样端Y1，另一端连接所述第三放大器的输入端以及第二电阻的一端；所述第二电阻的另一端连接第一放大器的输入端以及第三电阻的一端；第三电阻的另一端连接所述第一放大器的输出端以及所述第一二极管的正极；所述第四电阻一端接地，另一端连接第五电阻的一端以及所述第一放大器上的输入端；所述第五电阻的另一端连接所述第六电阻的一端、第七电阻的一端、第八电阻的一端、所述第二放大器的输入端、所述第一二极管的负极以及第二二极管的负极；所述第六电阻的另一端连接供电电源；所述第七电阻的另一端连接所述第三放大器的输入端以及第九电阻的一端；所述第九电阻的另一端连接所述第二二极管的正极；所述第八电阻的另一端连接所述第十电阻的一端以及所述第二放大器的输入端；所述第十电阻的另一端连接供电电源；所述第十一电阻一端连接所述第二放大器的输出端以及所述第十二电阻的一端；所述第一三极管的发射极连接供电电源，其基极经所述第十三电阻连接所述第二三极管的集电极；所述第一二极管的集电极接地；所述第二三极管的发射极接地，其基极连接所述第十二电阻的一端；所述第十二电阻另一端接地；所述第一放大器一端连接供电电源，另一端接地。

7.根据权利要求6中所述的电阻输入型安全继电器，其特征在于，当第一输入采样电路和/或第二输入采样电路在所述第一采样端Y1采集到对应于传感器未受到压力时的信号时，所述第一放大器输出高电平，所述第三放大器输出高电平，所述第二放大器输入端为高电平，进而第一三极管、第二三极管导通，输出高电平的第一采样输出信号和/或第二采样输出信号；

当第一输入采样电路和/或第二输入采样电路在所述第一采样端Y1采集到对应于传感器受到压力和/或传感器发生故障时的信号时，所述第一放大器输出低电平，所述第三放大器输出低电平，所述第二放大器输入端为低电平，进而第一三极管、第二三极管截止，输出低电平的第一采样输出信号和/或第二采样输出信号。

8.根据权利要求4中所述的电阻输入型安全继电器，其特征在于，所述功能安全控制电路还包括：第一继电器第一常开触点、第一继电器第二常开触点、第一继电器常闭触点、第二继电器第一常开触点、第二继电器常开触点、第二继电器常闭触点、普通继电器常开触点、普通继电器常闭触点、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、光耦OP1A、第一电容、第三三极管、第一强制继电器线圈、第一限流电路、光耦OP2A、第二电容、第四三极管、第二强制继电器线圈、普通继电器线圈、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第一稳压管、光耦OP1B、光耦OP2B、第二限流电路；

其中，

所述第一采样输入电路的输出端经过所述第一继电器常闭触点以及第二继电器常闭触点与第一端子S33连接，所述第一采样输入电路的输出端连接至第十四电阻的一端、第一电容的正极、以及普通继电器常开触点的一端以及第一强制继电器线圈的一端；所述第十四电阻的另一端连接光耦OP1A的一端；所述第一电容的负极连接光耦OP1A的另一端以及第十六电阻的一端；所述第十六电阻的另一端连接第十五电阻一端以及第三三极管的基极；所述第十五电阻另一端连接普通继电器常开触点的另一端；所述第三三极管的集电极连接所述第一强制继电器线圈的另一端以及第一限流电路的输入端，所述第三三极管的发射极连接所述第十七电阻的一端；所述第十七电阻的另一端通过所述普通继电器常闭触点接地；所述第一限流电路的输出端通过连接所述第一继电器第一常开触点接地；

所述第二输入采样电路的输出端依次通过所述第二继电器第一常开触点以及第二限位电路连接第三二极管正极、所述第四二极管正极、所述第五二极管正极、普通继电器线圈一端、所述第十八电阻一端以及第三端子S35；所述第十八电阻另一端通过连接光耦OP2A来接地以及连接所述普通继电器线圈的另一端；所述第三二极管负极连接所述第二强制继电器线圈一端、所述第六二极管的负极、光耦OP1B一端、第二电容正极以及第二端子S34；所述第四二极管负极连接所述第二强制继电器线圈另一端、所述第六二极管的正极以及第四三极管的集电极、所述第十九电阻的一端；所述第五二极管的负极连接所述第二强制继电器线圈另一端、第四三极管的集电极以及所述第六二极管的负极；所述第十九电阻的另一端连接所述第四三极管的基极、所述第二十电阻一端以及所述第一稳压管的正极；所述第二十电阻另一端连接光耦OP2B以及第二电容负极；所述第一稳压管的负极连接所述第二十一电阻的一端以及光耦OP2B；所述第二十一电阻的另一端连接光耦OP1B一端；所述功能安全控制电路通过第一继电器第二常开触点以及第二继电器第一常开触点与所述安全输出电路连接的第一输出触点以及第二输出触点相连接。

9.根据权利要求8中所述的电阻输入型安全继电器，其特征在于，当接收到自动复位信号、对应于传感器未受到压力时的第一采样输出信号以及第二采样输出信号时，所述第一电容充电，所述光耦OP1A输入端得电，其输出端导通，光耦OP1B导通，第四三极管导通，第二强制继电器线圈得电，第二继电器常开触点闭合，第二继电器常开触点与第二强制继电器线圈构成第一自锁回路，普通继电器线圈得电，普通继电器常闭触点断开，普通继电器常开触点闭合，第一电容放电，使得第一强制继电器线圈得电，并与第一继电器第一常开触点构成第二自锁回路，进而第一继电器第二常开触点以及第二继电器第一常开触点处于闭合状态，输出对应安全输出的控制信号；

当接收所述复位信号、对应于传感器受到压力时和/或传感器发生故障时的第一采样输出信号以及第二采样输出信号时，则各自锁回路失去电源，使得一继电器第二常开触点以及第二继电器第一常开触点断开，输出对应停止安全输出的控制信号。

10.根据权利要求8中所述的电阻输入型安全继电器，其特征在于，当接收到手动复位信号中的按下按钮信号、对应于传感器未受到压力时的第一采样输出信号以及第二采样输出信号时，第三端子S35得电，光耦OP2A得电，光耦OP2B闭合，第四三极管截止，此时第三端子S35通过第四二极管以及第六二极管对第二电容充电；

当接收到手动复位信号中的释放按钮信号、对应于传感器未受到压力时的第一采样输出信号以及第二采样输出信号时，第三端子S35失电，光耦OP2A失电，光耦OP2B失电，第四三极管导通，此时第三端子S35通过第四二极管以及第六二极管对第二电容放电。

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