[发明专利]用于将安全装置控制到安全状态的安全切换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种安全切换装置，通过该安全切换装置，安全相关装置(优选地是电驱动器)可以被设置为安全状态。此外，本发明还涉及用于驱动至少一个负载的三相功率放大器，用于测量其幅度会超出预设的工作范围的周期模拟信号的测量装置，以及用于安全相关装置的多通道操作的安全装置；它们一起适合在安全切换装置中使用。

背景技术

由于能使驱动器进入安全状态的安全相关组件、安全继电器、电动机保护开关、或电动机保护继电器和保险丝是必不可少的，因此，电驱动器(例如三相交流电动机)可用于应用或系统中。一旦紧急关闭开关、保护门开关、或双手开关(two hand switch)被启动，安全继电器就被用来关闭电驱动器。电动机保护开关具有这样的任务，例如，如果存在热超负荷，就利用双金属器件使得驱动器进入安全状态。

这种安全措施的缺点在于，这些组件具有大的空间要求和很大的布线复杂性。除了别的之外，这导致高成本和巨大的维护费用。此外，使用的电磁接触器呈现接触磨损。此外，还存在这样的危险，在具有安全相关组件的系统实现中，电动机保护开关和安全继电器会错误地连接到安全相关组件，或者使用了有缺陷的组件，于是系统、电驱动器、和/或操作人员会由于错误操作而发生危险。

于是，本发明基于创造一种小型的安全相关装置的任务，这种装置避免了上述缺点并且确保了当应用、系统、安全相关装置、和/或安全切换装置本身出现错误时安全相关装置尤其是电驱动器可以迅速可靠地转换至希望的安全状态。

发明内容

本发明的一个核心思想可在安全切换装置的设计中看出，该安全切换装置具有例如微处理器、微控制器、或FPGA(现场可编程门阵列)的集成可编程控制单元，它可以在紧急关闭开关、保护门开关、或双手开关被启动时或者在安全切换装置或电驱动器的错误操作时驱使例如要保护的电驱动器进入安全状态。在此，微处理器优选地被实现成它可以从至少一个将要被测量的模拟信号确定预设参数(优选地是模拟信号的幅度)是否超过预设的工作范围。此外，微处理器可以是安全装置的组件，该组件被构建用于安全电驱动器的多通道控制。按照这样的方式，为了使得电驱动器进入安全状态，安全切换装置可以实现响应两个独立的安全功能。此外，对于这样一个小型的安全切换装置，布线错误相对于已知方法来说可以大大降低。

上述技术问题由权利要求1的特征解决。

于是，提供了一种用于将至少一个安全相关装置设置成安全状态的安全切换装置。所述安全切换装置具有用于将所述安全切换装置连接到单相或多相电源装置的第一连接装置；用于连接到安全相关装置的至少一个第二连接装置；用于连接至少一个安全相关输入级的第三连接装置；连接在所述第一连接装置和第二连接装置之间的单相或多相功率放大器，其具有至少一个可驱动开关触头；测量装置；和用于所述功率放大器的多通道驱动的安全装置。此外，所述安全装置具有以下特征：第一控制装置，其具有可编程控制单元和用于产生监控信号的信号产生装置；第二控制装置，其中所述输入级与所述第一控制装置和所述第二控制装置连接，并且所述输入级被构建成用于利用来自所述第一控制装置的所述监控信号调制输入信号，其中如果出现了作为已调制的输入信号的响应的错误，所述第一控制装置和/或第二控制装置驱使所述安全相关装置进入预定的安全状态，其中所述第一控制装置被分配给所述测量装置，并且所述第一控制装置被构建成在所述测量到的模拟信号的预定参数超出预定工作范围时响应于测量到的模拟信号来通过所述功率放大器驱使所述安全相关电装置进入预定的安全状态。

由于这种措施，如果安全相关装置(例如紧急电路断路器)被启动，电源电流超过阈值或者在安全相关装置或安全切换装置中出现错误，则将安全相关装置设置为预定的安全状态是可能的。

从属权利要求的主旨在于一些有利改进。

优选地，功率放大器是三相功率放大器，其具有能通过所述第一连接装置连接到三相交流电源装置的第一、第二和第三线路，其中每一个线路上布置了用于断开和闭合相应线路的至少一个可控开关触头，并且其中所述开关触头中的至少两个可以彼此独立地控制。在这种情况下，例如，所述测量装置测量两个线路内的线路电流并且测试两个电流中的至少一个的预定参数是否超过预定工作范围。

测量装置被用来替换地或额外地测量线路电压。根据测量到的电压和相关的电流，测量装置可以确定有效功率。在这种情况下，安全相关切换装置不仅仅可以用于保护人和电动机，而且还可以用于保护系统，这是因为有效功率与电驱动器的输出扭矩成比例。