[发明专利]继电器电路和执行继电器电路自测试的方法

说明书

本发明涉及继电器电路和用于执行自测试的方法。继电器电路包括四个继电器，每个继电器具有第一强制引导触点和第二强制引导触点。四个继电器布置成具有串联连接的第一强制引导触点的第一继电器对和第二继电器对。第一继电器对和第二继电器对并联布置在电源连接部和负载连接部之间，用于通过第一强制引导触点将电源切换到负载。这样的继电器电路使得能够经由继电器对中的一个继电器对提供电力，同时经由另一继电器对切断电力，这有助于测试已经切断电力的继电器对，而不中断由安全仪表系统监督的过程，继电器电路形成该安全仪表系统的一部分。

技术领域

本发明涉及一种继电器电路，更具体地，涉及一种布置为执行自测试的安全继电器电路和一种用于执行自测试的方法。

背景技术

在工业过程中，多个机器被用于执行自动化任务。这些过程通常通过可编程逻辑控制器(PLC)或能够控制和驱动机器的其它自动化设备来控制和监督。在故障、过程中断或对人员或其它机器造成危险风险的其它事件的情况下，控制器需要干预过程。例如，通过切断机器的电源或将机器的操作模式改变为安全模式。简而言之，控制电路能够切换到故障安全状态。

这需要存在致动器、传感器和/或其它设备以实现安全功能。安全功能适用于所有其中系统故障对相关人员、环境和设备的安全有决定性影响的那些应用。这种安全功能可以通过其完整性水平来评估：安全完整性水平(SIL)。这反映了系统将风险降低到可容忍水平的能力。

安全仪表系统的设计应符合国际电工委员会(IEC)开发的“电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全”国际标准IEC 61508。该标准规定了风险评估和在由传感器、逻辑解算器和执行器组成的安全功能的设计中应采取的措施。这样的措施包括“故障避免”(系统故障)和“故障控制”(系统和随机故障)。它为安全仪表系统提供了设计标准，以将风险降低到可容忍的水平。

一类切换设备涉及安全继电器，其设计要求在标准EN 50205“具有强制引导触点的继电器”中限定。具有强制引导触点的安全继电器在避免机器和系统中的事故方面起到决定性作用。强制引导触点监控安全控制电路的功能。对于这种安全功能，所有可能出现的假定故障必须已经被考虑并且其影响被检查。

具有强制引导触点的继电器具有提供相反连接状态的至少两个触点，当一个是“断开”的时，另一个可以是闭合的。这种安全继电器具有接通和断开触点不能同时闭合的特性。特别地，具有至少一个断开触点和至少一个接通触点的功率继电器被设计为通过机械器件使得接通和断开触点不能同时处于闭合位置。这要求在操作寿命期间，不仅在正常操作条件下，而且在发生故障时，触点间隙不得小于0.5mm。该要求允许相应的异或触点检测到触点的故障以断开。

例如，接通触点的故障由通电接入时断开触点的非断开指示。

反之亦然，断开触点的故障由通电接入时接通触点的非闭合指示。

具有如上所述的强制引导触点的安全继电器仅在检测到安全问题的情况下通电，在正常操作条件下，继电器处于断电模式。因此，在长时间的正常运行期间没有遇到任何安全问题的过程不激励任何继电器。因此，随着时间的推移，在紧急情况下可能出现关于继电器的可靠性的不确定性，因为直到触点通电才会检测到继电器故障。例如，触点可能变得熔接或触点弹簧已经断裂。为了检查继电器的操作和安全电路的可靠性，需要执行预防性的周期性验证。这些干预需要关闭被调查的系统或过程，最终的停机引出主要缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于安全应用的克服上述缺点的继电器电路。该继电器电路可以应用在能够遵从安全完整性水平3的安全电路中。