本發(fā)明涉及電路切斷系統(tǒng)，特別是涉及具有如下單元的電路切斷系統(tǒng)：在根據(jù)緊急停止、伺服閉合等安全方面的條件切斷驅(qū)動控制設(shè)備的電源的電路中，當(dāng)在驅(qū)動電源與不間斷供給電源之間發(fā)生短路故障時，切斷向控制設(shè)備的電源供給，并檢測故障的單元。

背景技術(shù)：

在控制設(shè)備用的驅(qū)動電源中，為了確保切斷電源而使用了通過雙接點進行切斷的電路。在這種情況下，在雙接點之前，其他電源(不通過雙接點切斷的電源)與驅(qū)動電源之間發(fā)生短路故障時，即使通過雙接點進行了切斷也會向驅(qū)動電源提供電源。電源間的短路故障能夠通過監(jiān)視電壓來檢測，但是不能切斷電源，因此存在危險。

圖1表示現(xiàn)有的設(shè)備控制系統(tǒng)1000的結(jié)構(gòu)圖。電源4的電源輸出端子41通過配線l1連接輸出設(shè)備1的不間斷供給電源用端子32，并且通過配線l2連接電源輸入端子3。像這樣，電源4向輸出設(shè)備1提供電源(例如，24[v])。電源輸出端子41與不間斷供給電源用端子32之間設(shè)置有保護電路(斷路器)qf1，電源輸出端子41與電源輸入端子3之間設(shè)置有保護電路(斷路器)qf2以及雙開關(guān)電路km1、km2。此外，與電源4的電源輸出端子41不同的端子42被接地。

通過第1操作線圈71來控制開關(guān)電路km1的開閉，第1操作線圈71根據(jù)來自第1cpu61的輸出端子do的信號進行動作。通過第2操作線圈72來控制開關(guān)電路km2的開閉，開關(guān)電路km2根據(jù)來自第2cpu62的輸出端子do的信號進行動作。此外，設(shè)置在伺服電源100與伺服放大器300之間的電磁接觸器200的接點的開閉也由第1以及第2操作線圈71，72來控制。

在圖1所示的設(shè)備控制系統(tǒng)1000中，在雙重開關(guān)電路km1、km2之前，在不通過雙接點切斷的不間斷供給電源用端子32與電源輸入端子3之間發(fā)生短路故障時，即使通過雙重開關(guān)電路km1、km2進行了切斷，也會從不間斷供給電源用端子32向驅(qū)動電源、即電源輸入端子3提供電源。

對于在不間斷供給電源用端子32與電源輸入端子3之間產(chǎn)生的短路故障進行詳細說明。圖2示出了在輸出設(shè)備1與第1以及第2控制設(shè)備21、22之間進行正常布線的例子。例如，不間斷供給電源用端子32以及電源輸入端子3通過分支接線排被分別分為多個端子，并連接第1控制設(shè)備21以及第2控制設(shè)備22。這里，設(shè)為在第1控制設(shè)備21的內(nèi)部與電源輸入端子3相連接的2個端子通過導(dǎo)體210相連。

圖3示出了在輸出設(shè)備1與第1以及第2控制設(shè)備21、22之間進行了錯誤布線的例子。例如，可能產(chǎn)生通過第1控制設(shè)備21的導(dǎo)體210連接的2個端子的一個如虛線所示連接到不間斷供給電源用端子32，另一個連接到電源輸入端子3的錯誤布線這樣的情況。這樣，由于產(chǎn)生錯誤布線，則可能造成不間斷供給電源用端子32與電源輸入端子3短路。

這樣的電源間的短路故障如圖1所示，通過把第1cpu61的輸入端子di和配線l2相連接來監(jiān)視電源輸入端子3的電壓能夠檢測異常。然而，存在不能切斷不間斷供給電源用端子32與電源輸入端子3之間的短路這樣的問題。也就是，當(dāng)發(fā)生短路故障時，即使開關(guān)電路km1、km2都為閉合，也對電源輸入端子(outp)3輸出24[v]，不能對電源輸入端子3進行電源切斷。

另外，已知有在異常發(fā)生時，切斷電氣電路的電路切斷器(例如，日本特開2011-016391號公報。以下稱為“專利文獻1”。)。在專利文獻1中，公開有電路切斷器，但是存在為了控制構(gòu)成斷路電路的電路需要同時使用半導(dǎo)體電路、還需要增加斷路電路的故障檢測電路這樣的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在現(xiàn)有的電路切斷器中，存在為了控制構(gòu)成斷路電路的電路需要同時使用半導(dǎo)體電路、還需要增加斷路電路的故障檢測電路這樣的問題。

本發(fā)明的一個實施例所涉及的電路切斷系統(tǒng)，其特征在于，具有：輸出設(shè)備，其輸出輸出信號；控制設(shè)備，其通過輸出設(shè)備的輸出信號而被控制；輸出設(shè)備所具備的電源輸入端子，其用于向控制設(shè)備進行電源供給；電源，其向輸出設(shè)備進行電源供給，該電源具有接地極；斷路電路，其設(shè)置在與電源的接地極不同的電源輸出端子與輸出設(shè)備的電源輸入端子之間；開關(guān)電路，其設(shè)置在斷路電路與電源輸出端子之間；以及短路電路，其設(shè)置在電源輸入端子和斷路電路的連接處與接地極之間，斷路電路以及短路電路以不會同時閉合的方式進行動作，當(dāng)開關(guān)電路為閉合時，通過閉合斷路電路、斷開短路電路，來向輸出設(shè)備進行電源供給，當(dāng)開關(guān)電路為斷開時，通過斷開斷路電路、閉合短路電路，來切斷向輸出設(shè)備的電源供給，并且即使在電源輸出端子錯誤地短路連接到電源輸入端子時，通過短路電路也不會向輸出設(shè)備進行電源供給。

附圖說明

根據(jù)與附圖有關(guān)的以下實施方式的說明，本發(fā)明的目的、特征以及優(yōu)點會變得更清楚。在這些圖中：

圖1是現(xiàn)有的設(shè)備控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，

圖2是現(xiàn)有的輸出設(shè)備和控制設(shè)備被正常布線時的布線圖，

圖3是在現(xiàn)有的輸出設(shè)備與控制設(shè)備之間發(fā)生錯誤布線時的布線圖，

圖4是本發(fā)明的實施例1所涉及的電路切斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，

圖5是具有本發(fā)明的實施例1所涉及的電路切斷系統(tǒng)的電流流出型輸出的輸出設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖，

圖6是具有本發(fā)明的實施例1所涉及的電路切斷系統(tǒng)的電流流入型輸出的輸出設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖，

圖7是本發(fā)明的實施例1所涉及的電路切斷系統(tǒng)的安全繼電器、常閉接點、以及常開接點的時序圖，

圖8是用于說明本發(fā)明的實施例1所涉及的電路切斷系統(tǒng)的安全繼電器為斷開時的常閉接點以及常開接點的動作的圖，

圖9是用于說明本發(fā)明的實施例1所涉及的電路切斷系統(tǒng)的安全繼電器為接通時的常閉接點以及常開接點的動作的圖，

圖10是表示在本發(fā)明的實施例1所涉及的電路切斷系統(tǒng)中，當(dāng)不間斷供給電源用端子與電源輸入端子短路時流過的電流的路徑圖，

圖11是本發(fā)明的實施例2所涉及的電路切斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，

圖12是表示本發(fā)明的實施例2所涉及的電路切斷系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)視用信號與異常檢測結(jié)果之間的關(guān)系表，以及

圖13是本發(fā)明的實施例3所涉及的電路切斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

以下，參照附圖，對于本發(fā)明所涉及的電路切斷系統(tǒng)進行說明。

[實施例1]

首先，對于本發(fā)明的實施例1所涉及的電路切斷系統(tǒng)進行說明。圖4示出了表示本發(fā)明的實施例1所涉及的電路切斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明的實施例1所涉及的電路切斷系統(tǒng)101具有輸出設(shè)備1、控制設(shè)備2、電源輸入端子3、電源4、斷路電路(ka1-2)、保護電路(qf2)以及短路電路(ka1-1)。

輸出設(shè)備1向控制設(shè)備2輸出輸出信號。另外，輸出設(shè)備1具有電源輸入端子3、不間斷供給電源用端子32以及接地極(0[v])。從電源4向不間斷供給電源用端子32提供不間斷供給電源，例如24[v]，用作輸出設(shè)備用電源以及網(wǎng)絡(luò)用電源。電源輸入端子3向控制設(shè)備2輸出驅(qū)動電源。電源輸入端子3也表示為“outp”。

圖5表示具有電流流出型輸出的輸出設(shè)備的例子。具有電流流出型輸出的輸出設(shè)備1a具備與網(wǎng)絡(luò)80相連接的多個(例如，n個)晶體管tr11、tr12、···、tr1n，并控制與各晶體管的發(fā)射極相連接的多個(例如，n個)第1控制設(shè)備21、第2控制設(shè)備22、···、第n控制設(shè)備2n。

圖6表示具有電流流入型輸出的輸出設(shè)備的例子。具有電流流入型輸出的輸出設(shè)備1b具備與網(wǎng)絡(luò)80相連接的多個(例如，n個)晶體管tr21、tr22、···、tr2n，并控制與各晶體管的集電極相連接的多個(例如，n個)第1控制設(shè)備21、第2控制設(shè)備22、···、第n控制設(shè)備2n。

如圖5以及圖6所示的例子中，示出了使用晶體管作為輸出設(shè)備1a、1b的例子，但是也可以使用通過網(wǎng)絡(luò)連接的其他輸出模塊?？梢允褂美缋^電器、電磁接觸器、電磁閥、i/o設(shè)備、外圍設(shè)備等作為控制設(shè)備21～2n。另外，在圖5以及圖6中，為了防止不慎接通控制設(shè)備21～2n，需要在伺服斷開時切斷驅(qū)動電源。

在圖4中，控制設(shè)備2由輸出設(shè)備1的輸出信號所控制。圖4示出了僅具備一個控制設(shè)備2的例子，但是并不限定于此例，可以如圖5以及圖6所示具備多個控制設(shè)備。

用于向控制設(shè)備2進行電源供給的輸出設(shè)備1具備電源輸入端子3。

電源4向輸出設(shè)備1進行電源供給，并具有連接接地極的端子42。所供給的電源電壓能夠設(shè)為例如24[v]，但是并不限定于此例，也可以設(shè)為其他電壓。

斷路電路(ka1-2)被設(shè)置在與電源4的端子42不同的電源輸出端子41與輸出設(shè)備1的電源輸入端子3之間。斷路電路(ka1-2)是常開(normallyopen)接點，通過安全繼電器ka1進行開閉控制。在本實施例中把安全繼電器作為例子進行了列舉，但是也可以使用其他開關(guān)(例如繼電器、電磁接觸器等)。

保護電路(斷路器)qf2被設(shè)置在開關(guān)電路(km1、km2)與電源輸出端子41之間。

短路電路(ka1-1)被設(shè)置在電源輸入端子3和斷路電路(ka1-2)的連接處p與接地極之間。短路電路(ka1-1)是常閉(normallyclose)接點，通過安全繼電器ka1進行開閉控制。斷路電路(ka1-2)以及短路電路(ka1-1)由安全繼電器ka1進行開閉控制，兩者以不會同時閉合的方式進行動作。電路切斷器5由安全繼電器ka1、短路電路(ka1-1)以及斷路電路(ka1-2)構(gòu)成。

開關(guān)電路(km1、km2)為閉合時，通過閉合斷路電路(ka1-2)、斷開短路電路(ka1-1)，來向輸出設(shè)備1進行電源供給。

開關(guān)電路(km1、km2)為斷開時，通過斷開斷路電路(ka1-2)、閉合短路電路(ka1-1)，來切斷向輸出設(shè)備1的電源供給。結(jié)果，即使在電源輸出端子41錯誤地短路連接到電源輸入端子3時，也能夠通過短路電路(ka1-1)不向輸出設(shè)備1進行電源供給。

電源4的電源輸出端子41通過配線l1連接輸出設(shè)備1的不間斷供給電源用端子32，并且還通過配線l2連接電源輸入端子3。這樣，電源4向輸出設(shè)備1提供電源(例如，24[v])。在電源輸出端子41與不間斷供給電源用端子32之間設(shè)置有保護電路(斷路器)qf1，在電源輸出端子41與電源輸入端子3之間設(shè)置有保護電路(斷路器)qf2以及2個開關(guān)電路(輔助接點)km1、km2。此外，與電源4的電源輸出端子41不同的端子42連接接地極(0[v])。

開關(guān)電路km1的開閉通過第1操作線圈71來控制，該第1操作線圈71根據(jù)來自第1cpu61的輸出端子do的信號進行動作。開關(guān)電路km2的開閉通過第2操作線圈72來控制，該第2操作線圈72根據(jù)來自第2cpu62的輸出端子do的信號進行動作。此外，設(shè)置在伺服電源100與伺服放大器300之間的電磁接觸器200的接點(主接點)的開閉也由第1cpu61，第2cpu62所控制。通過對與主接點連動的常閉接點監(jiān)控第1cpu61、第2cpu62的輸入端子di來進行電磁接觸器200的狀態(tài)監(jiān)視。電磁接觸器200的主接點、開關(guān)電路(輔助接點)km1、km2、常閉接點(監(jiān)控)通過向第1以及第2操作線圈71、72的信號而連動地進行動作。

接下來，對于安全繼電器的動作使用圖7所示的時序圖進行說明。首先，在時間t1之前，設(shè)定安全繼電器ka1為斷開，短路電路(ka1-1)為閉合狀態(tài)，斷路電路(ka1-2)為斷開狀態(tài)。

首先，對于把安全繼電器ka1從斷開切換到接通時的動作進行說明。在時刻t1，安全繼電器ka1變?yōu)榻油ㄖ笾钡綍r間t2，維持短路電路(ka1-1)為閉合狀態(tài)，斷路電路(ka1-2)為斷開狀態(tài)。

之后，在時間t2，短路電路(ka1-1)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)。結(jié)果，短路電路(ka1-1)以及斷路電路(ka1-2)兩者變?yōu)閿嚅_狀態(tài)。

之后，在時間t3，短路電路(ka1-1)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)，斷路電路(ka1-2)變?yōu)殚]合狀態(tài)。

這樣，在安全繼電器ka1從斷開到接通的過程中，能夠使得ka1-1(常閉接點)和ka1-2(常開接點)不會同時閉合。

接下來，對于把安全繼電器ka1從接通切換到斷開時的動作進行說明。在時間t4，安全繼電器ka1從接通變?yōu)閿嚅_之后直到時間t5，維持短路電路(ka1-1)為斷開狀態(tài)，斷路電路(ka1-2)為閉合狀態(tài)。

之后，在時間t5，斷路電路(ka1-2)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)。結(jié)果，短路電路(ka1-1)以及斷路電路(ka1-2)兩者為斷開狀態(tài)。

之后，在時間t6，短路電路(ka1-1)為閉合狀態(tài)，斷路電路(ka1-2)為斷開狀態(tài)。

這樣，在安全繼電器ka1從接通到斷開的過程中，能夠使得ka1-1(常閉接點)和ka1-2(常開接點)不會同時閉合。

接下來，對于安全繼電器ka1動作機構(gòu)進行說明。圖8用于說明本發(fā)明的實施例1所涉及的電路切斷系統(tǒng)的安全繼電器ka1為斷開時的常閉接點ka1-1以及常開接點ka1-2的動作的圖。常開接點ka1-2具備可動接點p1和固定接點p2。安全繼電器ka1為斷開時，在接點p1與p2之間形成接點間間隙，常開接點ka1-2為斷開狀態(tài)。

另一方面，常閉接點ka1-1具備固定接點p3和可動接點p4。安全繼電器ka1為斷開時，接點p3與p4接觸，常閉接點ka1-1為閉合狀態(tài)。另外，可動接點p1和p4通過可動接點連接部c相連。

接下來，對于安全繼電器ka1為接通時的動作進行說明。圖9是用于說明本發(fā)明的實施例1所涉及的電路切斷系統(tǒng)的安全繼電器為接通時的常閉接點以及常開接點的動作的圖。安全繼電器ka1為接通時，接點p1與p2接觸，常開接點ka1-2為閉合狀態(tài)。

另一方面，安全繼電器ka1為接通時，在接點p3與p4之間形成接點間間隙，常閉接點ka1-1為斷開狀態(tài)。

在這里，各接點被構(gòu)成為在接點p1與p2之間、或在接點p3與p4之間形成間隙，可動接點p1以及p4通過可動接點連接部c相連。結(jié)果，由于在可動接點p1以及p4移動的瞬間全部接點為不接觸狀態(tài)，因此常開接點ka1-2和常閉接點ka1-1不會一起為閉合狀態(tài)。

這樣，在本發(fā)明的實施例1所涉及的電路切斷系統(tǒng)中，可以使斷路電路(ka1-2)和短路電路(ka1-1)分別為繼電器接點。另外，還可以把斷路電路(ka1-2)設(shè)為常開接點，把短路電路(ka1-1)設(shè)為常閉接點。進一步，如圖8以及圖9所示機械連接常開接點和常閉接點，通過機械連接，能夠使常開接點和常閉接點不會同時閉合。

在這里，可以對電源輸出端子41設(shè)置當(dāng)流過預(yù)定值以上的電流時切斷輸出的保護電路。圖10示出了在本發(fā)明的實施例1所涉及的電路切斷系統(tǒng)中，不間斷供給電源用端子和電源輸入端子短路時所流過的電流路徑。在圖10中，通過虛線箭頭表示不間斷供給電源用端子32和電源輸入端子3短路時所流過的電流路徑。

通過短路電路ka1-1，電源4短路，斷路器qf1跳閘。通過在斷路器qf1中使用高速切斷的保護電路(例如電子式保護電路)，能夠限制短路電流，減少對常閉接點的壓力。

這樣，即使在電源輸出端子錯誤地短路連接到電源輸入端子時，保護電路也能檢測出由電源輸出端子的短路所引起的過電流，切斷電源輸出端子的輸出。

如以上說明，根據(jù)本發(fā)明的實施例1所涉及的電路切斷系統(tǒng)，根據(jù)安全繼電器的接點間的連動性，利用常開接點和常閉接點不會同時接通的特性，在電源為斷開的期間，在常閉接點使電源輸出短路，由此能夠在電源短路時不提供電源。

[實施例2]

接下來，對于本發(fā)明的實施例2所涉及的電路切斷系統(tǒng)進行說明。圖11表示本發(fā)明的實施例2所涉及的電路切斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明的實施例2所涉及的電路切斷系統(tǒng)102與本發(fā)明的實施例1所涉及的電路切斷系統(tǒng)101的不同點是：具有被輸入多個輸入信號(sfdi1、sfdi2)的第1cpu61、第2cpu62，使用輸入到第1cpu61、第2cpu62中的輸入信號進行輸出設(shè)備1的電源輸入端子3的電壓監(jiān)視以及斷路電路ka1-2和短路電路ka1-1的狀態(tài)監(jiān)視，當(dāng)?shù)?cpu61、第2cpu62檢測到電源輸入端子3的電壓異常、斷路電路ka1-2以及短路電路ka1-1的狀態(tài)異常時，通知異常。實施例2所涉及的電路切斷系統(tǒng)102的其他結(jié)構(gòu)與實施例1所涉及的電路切斷系統(tǒng)101的結(jié)構(gòu)相同，因此省略詳細的說明。

如圖11所示，在電路切斷器51中設(shè)置有一端與電源24[v]連接的接點ka1-3。通過安全繼電器ka1來控制接點ka1-3。來自接點ka1-3的信號sfdi1能夠被輸入第1cpu61，能夠根據(jù)輸入信號sfdi1監(jiān)視安全繼電器ka1的狀態(tài)。

輸出設(shè)備1的電源輸入端子3(outp)的電壓作為sfdi2由第2cpu62來監(jiān)視。

根據(jù)以上內(nèi)容，從第1cpu61的輸入信號sfdi1、第2cpu62的輸入信號sfdi2、電源輸入端子3(outp)的電壓以及安全繼電器ka1的接通、斷開狀態(tài)，能夠判斷電路切斷器51是否正常。圖12表示它們的各種狀態(tài)和有無異常的判定結(jié)果的例子。

例如，在使km1以及km2都斷開時，sfdi1為接通、sfdi2為接通、outp為0[v]、ka1為斷開，此時能夠判斷為電路切斷系統(tǒng)102正常。另外，km1以及km2都為接通時，sfdi1為斷開、sfdi2為斷開、outp為24[v]、ka1為接通，此時也能夠判斷為電路切斷系統(tǒng)102正常。

另一方面，sfdi1為接通、sfdi2為斷開、outp為24[v]、ka1為斷開時，如果正常則outp應(yīng)該為0[v]，因此不管km1以及km2是接通還是斷開，都能夠判斷為電路切斷系統(tǒng)102異常。另外，sfdi1為斷開、sfdi2為接通、outp為0[v]、ka1為接通時，如果正常則outp應(yīng)該為24[v]，因此不管km1以及km2是接通還是斷開，都能夠判斷為電路切斷系統(tǒng)102異常。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施例2所涉及的電路切斷系統(tǒng)，通過監(jiān)視電路切斷器以及輸出設(shè)備的端子電壓能夠檢測電路的異常。

[實施例3]

接下來，對本發(fā)明的實施例3所涉及的電路切斷系統(tǒng)進行說明。圖13表示本發(fā)明的實施例3所涉及的電路切斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明的實施例3所涉及的電路切斷系統(tǒng)103與本發(fā)明的實施例1所涉及的電路切斷系統(tǒng)101的不同點是：斷路電路ka1-2具有串聯(lián)連接的至少一個斷路電路部ka1-4；短路電路ka1-1具有并聯(lián)連接的至少一個短路電路部ka1-3；至少一個斷路電路部ka1-4與斷路電路ka1-2進行同樣的開閉；至少一個短路電路部ka1-3與短路電路ka1-1進行同樣的開閉。實施例3所涉及的電路切斷系統(tǒng)103的其他結(jié)構(gòu)與實施例1所涉及的電路切斷系統(tǒng)101的結(jié)構(gòu)相同，因此省略詳細的說明。

如圖13所示，安全繼電器ka1可以使用多接點結(jié)構(gòu)的繼電器，因此能夠容易地實現(xiàn)電路切斷器52。此外，在圖13所示的例子中示出了在電路切斷器52中作為斷路電路串聯(lián)連接2個接點的例子，但是并不限定于此例，也可以串聯(lián)連接3個以上接點。另外，在圖13所示的例子中示出了作為短路電路并聯(lián)連接2個接點的例子，但是并不限定于此例，也可以并聯(lián)連接3個以上接點。

通過設(shè)置與斷路電路串聯(lián)連接的至少1個斷路電路部，能夠減輕伴隨接點開閉產(chǎn)生的電弧放電所帶來的損害，能夠延長接點壽命。進一步，通過設(shè)置與短路電路并聯(lián)連接的至少1個短路電路部，即使由于異物的粘附等造成1個短路電路發(fā)生動作不良，其他短路電路也能夠發(fā)揮作用。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施例3所涉及的電路切斷系統(tǒng)，能夠提高冗余性，提高接觸可靠性以及實現(xiàn)接點的長使用壽命。

根據(jù)本發(fā)明的實施例所涉及的電路切斷系統(tǒng)，根據(jù)安全繼電器的接點間的連動性，利用常開接點和常閉接點不會同時接通的特性，在電源為斷開的期間，在常閉接點使電源輸出短路，由此能夠在電源短路時不提供電源。進一步，對于被接通/斷開控制的電源輸出，通過比較簡單的電路(安全繼電器1個)，在電源短路故障時，能夠進行電源切斷和短路故障的檢測。