CN2850758Y - 低功耗故障自检锻压安全控制器 - Google Patents

Abstract

一种低功耗故障自检锻压安全控制器，安全光栅信号通过光电耦合器和低通滤波电路接触发器输入端，触发器两路反相输出端连接两个三极管，与变压器构成推挽输出电路，变压器的输出接桥式整流电路，两继电器线圈并接在整流电路的输出端之间，两继电器一组常开触点串联后接控制输出电路；另一组触点的常闭触点相连，常开触点之间串接一只电阻，两个公共点一端接电源，一端接触发电路供电端。该控制器用于锻压行业，与安全光栅配套使用保护人身安全，具有低功耗、抗干扰能力强、响应速度快、使用寿命长的特点，能提高保护人身安全的安全等级。

Description

低功耗故障自检锻压安全控制器

技术领域：

本实用新型涉及一种安全保护装置，特别是用于锻压行业与安全光栅配套使用保护人身安全的控制装置。

背景技术：

目前的控制器主要是把光栅输出的信号转换成继电器的输出，来控制机床的动作。为提高安全系数，使用两只继电器。但是，普遍存在消耗功率大、发热严重、继电器释放时间长、没有继电器状态和信号的检测功能。当有一只继电器失效时，由于另一只继电器正常，表面看安全功能还没失效。但另一只继电器再失效时，控制器就失去了安全作用，存在安全事故隐患。另外，继电器的响应时间长，使用中，极易超出安全标准规定的响应时间。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种低功耗故障自检锻压安全控制器，与安全光栅配套使用，低功耗、有信号识别、自动检测出继电器状态的正确性，继电器响应迅速。

本实用新型的目的是以如下方式实现的：该控制器也用两只继电器作为最后输出，安全光栅信号通过光电耦合器和低通滤波电路接触发器输入端，触发器两路反相输出端连接两个三极管，该两个三极管与变压器构成推挽输出电路，变压器的输出线圈接整流电路，整流电路可用桥式整流电路，两继电器线圈并接在整流电路的输出端之间，两继电器一组常开触点串联后接控制输出电路；另一组触点的常闭触点相连，常开触点之间串接一只电阻，两个公共点一端接电源，一端接触发电路供电端。使用隔离和低通滤波电路去除线路干扰和频率高于输入信号的非法信号，再经触发变换电路输出两路反相的信号驱动两只功率晶体管推挽输出，经过变压器和整流变换，以脉冲的方式驱动两只继电器。两只继电器的其中一组触点用于控制输出，另一组触点用于继电器检测和降低功耗。当继电器的动作同步时，无论继电器吸合还是释放，触发驱动电路都能得到供电而正常工作；当继电器有故障时，其触点不能同步动作而使触发驱动电路断电不工作，达到继电器故障检测的目的。同时，在继电器吸合前，触发驱动电路通过继电器的常闭触点高压供电，使继电器快速吸合；吸合后，触发驱动电路通过继电器的常开触点供电，由于串接电阻的降压作用，使触发驱动电路在低压下工作，减小继电器的供电电流，由于继电器的维持电流较小，因此，达到了既降低了控制器的功耗，而又能使继电器维持吸合的目的。同时，由于通过继电器线圈的电流为脉冲电流，使继电器能快速释放。

当需要有两处安全检测点时，第二路安全光栅信号通过光电耦合器耦合输出到触发器复位端，无论哪路检测点出现意外，都会输出控制信号安全保护。

光电耦合器与接触发器输入端之间的低通滤波电路为接在接触发器输入端与电源地之间的滤波电容。

本实用新型的有益效果是：与安全光栅配套使用，低功耗、抗干扰能力强、响应速度快、使用寿命长，能提高保护人身安全的安全等级。

附图说明：

图1是本实用新型低功耗故障自检锻压安全控制器的电原理图。

图2是第二路检测点的信号输入电原理图。

具体实施方式：

参照图1，电阻R1的一端从S1处接光栅输出的信号，另一端与光电耦合器U2连接；光电耦合器U2的输出端与电阻R2、R3的一端连接；电阻R3的另一端与触发器U1、电阻R4的一端、电容C3的一端相连，电容C3的另一端接电源地，构成低通滤波电路；触发器U1选用CD4538，电阻R4的另一端与触发器U1的2脚连接；电容C1、C2的一端分别与触发器的两个输出端6、7连接，另一端分别与二极管D1、D2的阴极、功率三极管T1、T2的基极相连接，二极管D1、D2的阳极接电源地，功率三极管T1、T2的集电极和变压器B的初级相连；电阻R6的一端与变压器B初级抽头连接，另一端与电源正极端连接；变压器B的次级接整流桥Q的输入端；整流桥Q的输出端与继电器J1、J2的线圈相连；继电器J1、J2的一组触点J1-1、J2-1从T、K接线端与机床的执行机构相连；另一组触点J1-2、J2-2之间常闭点相连，常开触点通过电阻R5相连，两个公共点一端连接电源，另一端与电阻R2、E1的正极、触发器U1的VCC端相连；触发器U1的接地端、光电耦合器U2的两个接地端、二极管D1和D2的阳极、功率三极管T1和T2的发射极、整流桥Q的一端、电解电容E1的负极、继电器J1和J2的线圈的另一端共同连接到电源地。单通道应用触发器U1从U1-16处与触发器的VCC端连接。

需要双路检测时，增加该路的信号输入电路，见图2，是在单路应用基础上，触发器U1的U1-16处与图2的U1-3处连接，图2中U1-4接U1的电源正极；第二路光栅信号从S2处输入与电阻R1B的一端连接，电阻R1B的另一端与光电耦合器U3连接；光电耦合器U3的输出端与电阻R2B、电容C4的一端连接；电阻R2B的另一端连接电源；电容C4的另一端与二极管D4的阳极、D5的阴极相连；电容C4获取因光电耦合器U3通断、电阻R2B提供电流形成的交流信号，二极管D4、D5为整流电路，D4的阴极与电阻R3B、电容C5、二极管D6的阳极连接，电阻R3B作为二极管D4、D5为整流电路的延时放电电阻；二极管D6的阴极与图1中触发器U1的VCC端连接；光耦U3的2、3端和D5的阳极、电阻R3B、电容C4的另一端连接到电源地。

该控制器使用光耦U2和电阻R2、电阻R3、电容C3组成抗干扰和信号识别电路；使用CMOS触发器组成变换、推挽驱动电路，提高稳定可靠性；使用继电器的一组触点给驱动电路供电的方式组成继电器同步自检，当继电器不同步时切断驱动电路的供电达到继电器故障检测的功能；巧妙地利用继电器吸合电流大、维持电流小的特性，通过继电器触点和电阻R5的动态降低驱动电路电源电压的方法，解决继电器大电流吸合与降低功耗的矛盾；使用脉冲信号驱动继电器，减小继电器的工作电流，提高继电器的响应速度。

Claims (3)

1、一种低功耗故障自检锻压安全控制器，涉及两只继电器，其特征在于：安全光栅信号通过光电耦合器(U2)和低通滤波电路(C3)接触发器(U1)输入端，触发器(U1)两路反相输出端(6、7)连接两个三极管(T1、T2)，与变压器(B)构成推挽输出电路，变压器(B)的输出线圈接整流电路(Q1)，两继电器(J1、J2)线圈并接在整流电路(Q1)的输出端之间，两继电器(J1、J2)一组常开触点(J1-1、J2-1)串联后接控制输出电路(T、K)；另一组触点(J1-2、J2-2)的常闭触点相连，常开触点之间串接一只电阻(R5)，两个公共点一端接电源(VCC)，一端接触发电路供电端。

2、根据权利要求1所述的低功耗故障自检锻压安全控制器，其特征在于：还有一路安全光栅信号通过光电耦合器(U3)耦合输出到触发器(U1)的复位端。

3、根据权利要求1所述的低功耗故障自检锻压安全控制器，其特征在于：光电耦合器(U2)与触发器(U1)输入端之间的低通滤波电路为接在触发器(U1)输入端与电源地之间的滤波电容(C3)。

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