用于自動(dòng)機(jī)電源的過壓保護(hù)的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可編程邏輯控制器的電源，并且更具體地涉及一種用于這種電源的過壓保護(hù)的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的目的是應(yīng)付邏輯控制器的電源的可能過壓的問題，這種過壓通常對(duì)所述邏輯控制器的輸入/輸出模塊或處理器的邏輯具有影響，并且潛在地對(duì)由所述邏輯控制器管理的處理具有影響。
[0003]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，專業(yè)人員(specialist)知道包括輸入/輸出模塊或處理器的邏輯控制器包括自控制部件(means)，以便保證不會(huì)發(fā)生不安全性能。例如，在以下文獻(xiàn)中描述了這種部件:FR 2 924 287 ；FR 2 924 226 ；FR 2 924 227 ；FR 2 924 238。
[0004]然而，這些已知部件是不足的，因?yàn)檫€需要能夠保證這些輸入/輸出模塊和處理器被放置在允許它們執(zhí)行此自控制的供電范圍中。
[0005]這通常在當(dāng)前邏輯控制中通過控制欠壓和過壓的互補(bǔ)部件的存在而得到保證，所述部件被放置在所述輸入/輸出模塊和所述處理器。
[0006]鑒于此，在必須將邏輯控制器認(rèn)證為具有安全性能的情境(context)中，實(shí)際上僅處理器和輸入/輸出模塊需要被單獨(dú)地例如根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SIL3 (針對(duì)安全完整性等級(jí)3)認(rèn)證為具有安全性能。
[0007]另一方面，在能夠被標(biāo)記為能夠與經(jīng)認(rèn)證的設(shè)備合作而不干擾此設(shè)備的認(rèn)證條件的“非干擾的(non-1nterfering) ”單元的情況下，電源可未經(jīng)認(rèn)證。待滿足的條件導(dǎo)致此經(jīng)認(rèn)證的設(shè)備的安全性能無(wú)法被此電源出現(xiàn)的故障(尤其是過壓的釋放(deliverance))影響的事實(shí)。
[0008]并非必須認(rèn)證電源的事實(shí)表示非常顯著的潛在節(jié)省。
[0009]本發(fā)明的目的因此包括提出一種用于可編程邏輯控制器電源的設(shè)備，其使得所述電源能夠被保證成為不干擾所述可編程邏輯控制器的其它組件(諸如，不集成用于控制在它們的電源電壓級(jí)的可能過壓的部件的輸入/輸出模塊或處理器)的安全運(yùn)行(funct1ning)的單元。
[0010]實(shí)際上，在輸入/輸出模塊或在處理器的控制以及過壓保護(hù)的創(chuàng)建被證明是昂貴的。此外，在輸入/輸出模塊或在處理器的這種過壓保護(hù)的實(shí)施牽涉使電源電路開路、以及另外牽涉將位于下游的總線孤立(isolate)，以便防止通過總線信號(hào)的任何“舊式(retro)電源”。因此，需要保證在任何過壓檢測(cè)的情況下實(shí)際執(zhí)行此雙重作用。
[0011]為了免于在安全性能必須被保證的邏輯控制器的輸入/輸出模塊和處理器實(shí)施任何在現(xiàn)有技術(shù)中所必須的雙重保護(hù)，本發(fā)明目的在于向這樣的邏輯控制器的電源賦予使得所述電源“不干擾”安全的輸入/輸出模塊和處理器的部件。形成用于過壓保護(hù)的設(shè)備的這些部件使得可以保證電源無(wú)法供應(yīng)比由安全的、且在適用情況下認(rèn)證的輸入/輸出模塊和處理器授權(quán)的最大電壓高的電壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]為了達(dá)到該效果，本發(fā)明涉及一種用于過壓保護(hù)的設(shè)備，其可適用于可編程邏輯控制器電源，所述電源包括經(jīng)由輸入通道接收用于轉(zhuǎn)換的能量以及包括初級(jí)輔助電源的初級(jí)電路、以及與初級(jí)電路耦接的次級(jí)電路，其呈現(xiàn)可以測(cè)量輸出電壓且連接輸出二極管的輸出通道，并且所述電源還包括:
[0013]籲第一檢測(cè)和保護(hù)設(shè)備，能夠在所述次級(jí)電路或所述初級(jí)電路的第一點(diǎn)處測(cè)量電壓，比較在所述第一點(diǎn)處測(cè)量的電壓與第一閾值電壓，以及如果在所述第一點(diǎn)處測(cè)量的電壓高于所述第一閾值電壓則觸發(fā)短路，以便停止所有向著所述輸出通道的能量轉(zhuǎn)移；
[0014]籲第二檢測(cè)和保護(hù)設(shè)備，能夠在位于所述初級(jí)輔助電源上的第二點(diǎn)處測(cè)量電壓，以便測(cè)量輸出電壓的像電壓，比較在所述第二點(diǎn)處測(cè)量的電壓與第二閾值電壓，以及如果在所述第二點(diǎn)處測(cè)量的電壓高于所述第二閾值電壓則觸發(fā)短路，以便停止所有向著所述輸出通道的能量轉(zhuǎn)移。
[0015]有利地，所述第一檢測(cè)和保護(hù)設(shè)備還包括半導(dǎo)體閘流管(thyristor)，其具有獨(dú)立電源并且能夠通過記憶效應(yīng)保持可能已經(jīng)發(fā)生的短路。
[0016]有利地，所述初級(jí)電路包括初級(jí)轉(zhuǎn)換器、包括控制所述初級(jí)轉(zhuǎn)換器的脈沖發(fā)生器的調(diào)節(jié)回路設(shè)備，所述初級(jí)電路通過所述初級(jí)轉(zhuǎn)換器連接至所述次級(jí)電路，目的在于停止所有向著所述輸出通道的能量轉(zhuǎn)移的所述短路導(dǎo)致所述脈沖發(fā)生器的短路。
[0017]有利地，所述第二檢測(cè)和保護(hù)設(shè)備還可以包括半導(dǎo)體閘流管，其具有獨(dú)立電源并且能夠通過記憶效應(yīng)保持可能已經(jīng)發(fā)生的短路。
[0018]根據(jù)實(shí)施例，第一測(cè)量點(diǎn)位于在所述輸出二極管的上游的所述次級(jí)電路的輸出通道上，以便測(cè)量所述輸出電壓。
[0019]有利地，配置所述第一閾值電壓和所述第二閾值電壓，以使得將它們包括在標(biāo)稱運(yùn)行電壓與最大容許電壓之間。
[0020]有利地，配置所述第一閾值電壓和所述第二閾值電壓，以使得考慮到使得輸出電壓沿著可能的最大斜率上升的電源的運(yùn)行失常(dysfunct1n)，所述第一檢測(cè)和保護(hù)設(shè)備能夠在所述輸出電壓達(dá)到所述最大容許電壓之前觸發(fā)短路以停止所有向著所述輸出通道的能量轉(zhuǎn)移。
[0021]有利地，配置所述第一閾值電壓和所述第二閾值電壓，以使得考慮到使得輸出電壓沿著可能的最大斜率上升的電源的運(yùn)行失常，所述第二檢測(cè)和保護(hù)設(shè)備能夠在所述輸出電壓達(dá)到所述最大容許電壓之前觸發(fā)短路以停止所有向著所述輸出通道的能量轉(zhuǎn)移。
[0022]根據(jù)具體實(shí)施例，所述第一檢測(cè)和保護(hù)設(shè)備包括光耦合器，其能夠轉(zhuǎn)移能量，以便當(dāng)已經(jīng)檢測(cè)到故障時(shí)，也就是說(shuō)，當(dāng)在所述第一測(cè)量點(diǎn)處測(cè)量的電壓高于所述第一閾值電壓時(shí)，產(chǎn)生所述短路。
[0023]根據(jù)具體實(shí)施例，所述第二檢測(cè)和保護(hù)設(shè)備包括晶體管，其能夠轉(zhuǎn)移能量，以便當(dāng)已經(jīng)檢測(cè)到故障時(shí)，也就是說(shuō)，當(dāng)在所述第二測(cè)量點(diǎn)處測(cè)量的電壓高于所述第二閾值電壓時(shí)，產(chǎn)生所述短路。
[0024]本發(fā)明還涉及一種可編程邏輯控制器電源，其包括符合上面呈現(xiàn)的任何一個(gè)實(shí)施例的用于過壓保護(hù)的設(shè)備。
[0025]本發(fā)明的另一目的是一種包括電源的可編程邏輯控制器，所述電源包括符合上面呈現(xiàn)的任何一個(gè)實(shí)施例的用于過壓保護(hù)的設(shè)備。
【附圖說(shuō)明】
[0026]參考附圖，閱讀以下描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將出現(xiàn)，所述附圖示出:
[0027]圖1是使得能夠通過示例理解根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的運(yùn)行的圖；
[0028]圖2A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、具有屬于用于過壓保護(hù)的設(shè)備的第一檢測(cè)和保護(hù)設(shè)備的可編程邏輯控制器電源的圖；
[0029]圖2B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、具有屬于用于過壓保護(hù)的設(shè)備的第二檢測(cè)和保護(hù)設(shè)備的可編程邏輯控制器電源的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]圖2A和圖2B的圖中所示的可編程邏輯控制器電源包括呈現(xiàn)輸入通道I并包括初級(jí)轉(zhuǎn)換器CP的初級(jí)電路PS、以及呈現(xiàn)連接至輸出二極管D的輸出通道O并包括次級(jí)轉(zhuǎn)換器CS的次級(jí)電路SS，所述次級(jí)轉(zhuǎn)換器CS與初級(jí)轉(zhuǎn)換器CP耦接以便從其接收其運(yùn)行能量。初級(jí)輔助電源PAS也與初級(jí)轉(zhuǎn)換器CP耦接以便從其接收其運(yùn)行能量，并向初級(jí)電壓調(diào)節(jié)設(shè)備PVR供電，所述調(diào)節(jié)設(shè)備PVR具體包括脈沖發(fā)生器PWM，其經(jīng)由放大器A控制初級(jí)轉(zhuǎn)換器CP0
[0031]圖1的圖示出當(dāng)在配備有電源的可編程邏輯控制器的電源上發(fā)生故障時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的用于過壓保護(hù)的設(shè)備的運(yùn)行。
[0032]通過假設(shè)，為了通過示例圖示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的運(yùn)行，考慮這樣的電源，假定其將大約為5V的標(biāo)稱電壓Vn傳遞(deliver)給最大容許電壓Vm為1V的可編程邏輯控制器的組件，其中在這些組件可能不能確保安全運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)下不應(yīng)超過該最大容許電壓。
[0033]在此情境中，此圖呈現(xiàn)輸出通道O處的輸出電壓Vo的改變，作為時(shí)間的函數(shù)。例如，在時(shí)刻tl，在初級(jí)轉(zhuǎn)換器CP發(fā)生故障。在時(shí)刻t2，根據(jù)本發(fā)明的用于過壓保護(hù)的設(shè)備的第一檢測(cè)和保護(hù)設(shè)備Dl允許測(cè)量輸出電壓，其高于第一閾值電壓Vl = 6.2V。在時(shí)刻t3，根據(jù)本發(fā)明的用于過壓保護(hù)的設(shè)備的第二檢測(cè)和保護(hù)設(shè)備D2使得可以測(cè)量輸出電壓，其高于第二閾值電壓V2 = 6.6V。
[0034]從在時(shí)刻tl發(fā)生故障起，根據(jù)故障的類型和連接至次級(jí)電路SS的負(fù)載的類型，輸出電壓Vo將沿著斜率pl、p2、p3或p4上升。對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)施，為了定義第一和第二閾值電壓V1、V2，認(rèn)為輸出電壓No的上升發(fā)生在最差的可能情況下，也就是說(shuō)，存在較弱負(fù)載且初級(jí)轉(zhuǎn)換器CP在次級(jí)轉(zhuǎn)換器CS上感生最大能量的情況下，其對(duì)應(yīng)于圖1上的斜率pi。然后配置第一和第二閾值電壓V1、V2以使得:考慮到第一和第二檢測(cè)和保護(hù)設(shè)備D1、D2以有效方式停止所有向著次級(jí)電路SS的能量轉(zhuǎn)移所需的時(shí)間dl、d2，在圖1的圖的示例中，輸出電壓即使遵循上升斜率pl，也將不能達(dá)到等于1V的最大容許電壓Vm0
[0035]這樣，根據(jù)本發(fā)明的因此包括第一和第二檢測(cè)和保護(hù)設(shè)備Dl、D2的用于過壓保護(hù)的設(shè)備能夠保證包含它們的可