[发明专利]提供上锁挂牌的安全可编程逻辑控制器

说明书

技术领域

本发明涉及例如在马达控制中心中使用的电控制柜，并且具体地涉及对这种控制柜的远程上锁挂牌的方法。

背景技术

工厂等中的工业装备通常由封入控制柜中的混合起动器控制。混合起动器是包含马达起动器、保险丝或断路器以及用于切断功率的设备的单个封装。还可以包括与对马达的控制相关联的其他设备。控制柜提供坚固的金属容器，该金属容器容纳有电路以控制和/或断开到装备的功率并且保护装备在装备故障或电功率变化的情况下免受过大电流的影响。

在许多工业应用中，需要多个电动马达并且常常希望从中心位置控制这些马达中的一些或全部。“马达控制中心”是在物理上被分组成一个组件的混合起动器或控制柜的物理分组。马达控制中心通常是容纳有多个独立抽屉或“铲斗(bucket)”的柜子。每个铲斗可以从柜子中的公共总线接收功率并提供各个断开和保护电路。通过将柜子分成铲斗，每个马达可以具有个体化的控制电路并且可以如会期望的那样与功率单独连接和断开。通常，每个铲斗在其前面上具有断开操作器，可以操作该断开操作器以将功率与铲斗断开并提供对铲斗的机械释放，使得可以仅在将功率与铲斗断开时移除铲斗。

虽然马达控制中心的结构通过在抽取铲斗时隔离和断开铲斗提供了免于火灾风险、电死和电击危险的良好保护，但是近来存在对称作电弧闪光的附加的危险的关注。电弧闪光是使其周围的空气过热从而膨胀并在电封装内产生压力波的电弧所产生的。由电弧闪光产生的大量的热和能量会造成严重的损伤，这些损伤包括来自燃烧和蒸发材料的烧伤、来自声波的受损听力、以及来自高强度闪光的受损视力。由于此原因，会要求在马达控制中心工作的人员在处于马达控制中心的附近时戴着个人保护装备(PPE)。

在工业设备的维护期间，常常需要维护人员在如下机器上工作：在维护期间，如果该机器未完全去激活或如果该机器意外地重新激活，则该机器会造成危险。由于此原因，已知使用上锁挂牌(LOTO)过程确保从这种设备对功率的移除以用于维护。上锁挂牌设备提供了主动断开到相关联的设备的功率并可以利用多个挂锁来锁定在断开位置中的装置，其中机器附近的每个维护人员有一个挂锁。挂锁提供了简单且可靠的机构，以确保机器不会意外地激活或在设备上工作的所有维护人员的没有同时出现的情况下激活。

虽然通常上锁挂牌设备直接附接在功率源与相关联的机器之间，但是可替选地已开发了低电压远程上锁挂牌开关以与安全隔离设备(例如可从本申请的受让人Rockwell Automation公司商购的安全隔离系统)结合地使用。该系统隔离装备使用冗余监视的、远程操作的接触器-隔离系统，该系统被封装以提供断开/隔离功能。远程上锁挂牌开关允许具有其挂锁的操作者位于远离主功率断开装置处。这通过使用冗余布线、安全监视继电器(具有要求与用于操作的冗余输入的一致性的线圈结构和力引导接触部)和冗余隔离接触器是可行的。

远程上锁挂牌开关和系统隔离设备减少了维护人员从维护的机器走到可以断开功率的典型远程位置所需要的时间。

发明内容

本发明人认识到：对于诸如马达控制中心的控制柜而言，远程上锁挂牌开关是所希望的，以允许进行对马达的去激活而无需穿上个人保护装备。本发明通过使用针对安全可编程逻辑控制器开发的类型的安全网络技术，提供了个体化的上锁挂牌的多个铲斗，而无需在每个远程上锁挂牌站与对应的铲斗之间的繁琐的冗余布线。通过采用安全网络，多个远程上锁站可以利用单个菊花链式网络介质来为多个铲斗维修。另外，远程上锁站与铲斗之间的映射可以灵活地改变，而无需重新布线。

在查看以下详细描述、权利要求和附图时，对于本领域的普通技术人员而言，本发明的其他特征和优点将变得明显，在附图中，使用相似的附图标记表示相似的特征。

附图说明

图1是应用本发明的具有多个铲斗的控制中心的简化透视图；

图2是示出了电路、后面连接器和前面断开操作器的一个铲斗的横截面；

图3是图2的一个示例性铲斗的框图；

图4是图3的铲斗的电路的示意图；

图5是用于与图4的铲斗通信的远程上锁站的幻影(phantom)透视图；

图6是提供对等(peer to peer)连接的本发明的第一实施例的框图；

图7是用于与对等连接一起使用的远程上锁站的电路的框图；

图8是示出了应用介入的安全可编程逻辑控制器的第二实施例的与图6类似的图；

图9是示出了以对等为基础的单个网络上的多个远程上锁站与不同的铲斗之间的通信的框图；