用于自动机电源的过压保护的设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及可编程逻辑控制器的电源，并且更具体地涉及一种用于这种电源的过压保护的设备。
【背景技术】
[0002]根据本发明的设备的目的是应付逻辑控制器的电源的可能过压的问题，这种过压通常对所述逻辑控制器的输入/输出模块或处理器的逻辑具有影响，并且潜在地对由所述逻辑控制器管理的处理具有影响。
[0003]根据现有技术，专业人员(specialist)知道包括输入/输出模块或处理器的逻辑控制器包括自控制部件(means)，以便保证不会发生不安全性能。例如，在以下文献中描述了这种部件:FR 2 924 287 ；FR 2 924 226 ；FR 2 924 227 ；FR 2 924 238。
[0004]然而，这些已知部件是不足的，因为还需要能够保证这些输入/输出模块和处理器被放置在允许它们执行此自控制的供电范围中。
[0005]这通常在当前逻辑控制中通过控制欠压和过压的互补部件的存在而得到保证，所述部件被放置在所述输入/输出模块和所述处理器。
[0006]鉴于此，在必须将逻辑控制器认证为具有安全性能的情境(context)中，实际上仅处理器和输入/输出模块需要被单独地例如根据标准SIL3 (针对安全完整性等级3)认证为具有安全性能。
[0007]另一方面，在能够被标记为能够与经认证的设备合作而不干扰此设备的认证条件的“非干扰的(non-1nterfering) ”单元的情况下，电源可未经认证。待满足的条件导致此经认证的设备的安全性能无法被此电源出现的故障(尤其是过压的释放(deliverance))影响的事实。
[0008]并非必须认证电源的事实表示非常显著的潜在节省。
[0009]本发明的目的因此包括提出一种用于可编程逻辑控制器电源的设备，其使得所述电源能够被保证成为不干扰所述可编程逻辑控制器的其它组件(诸如，不集成用于控制在它们的电源电压级的可能过压的部件的输入/输出模块或处理器)的安全运行(funct1ning)的单元。
[0010]实际上，在输入/输出模块或在处理器的控制以及过压保护的创建被证明是昂贵的。此外，在输入/输出模块或在处理器的这种过压保护的实施牵涉使电源电路开路、以及另外牵涉将位于下游的总线孤立(isolate)，以便防止通过总线信号的任何“旧式(retro)电源”。因此，需要保证在任何过压检测的情况下实际执行此双重作用。
[0011]为了免于在安全性能必须被保证的逻辑控制器的输入/输出模块和处理器实施任何在现有技术中所必须的双重保护，本发明目的在于向这样的逻辑控制器的电源赋予使得所述电源“不干扰”安全的输入/输出模块和处理器的部件。形成用于过压保护的设备的这些部件使得可以保证电源无法供应比由安全的、且在适用情况下认证的输入/输出模块和处理器授权的最大电压高的电压。
【发明内容】
[0012]为了达到该效果，本发明涉及一种用于过压保护的设备，其可适用于可编程逻辑控制器电源，所述电源包括经由输入通道接收用于转换的能量以及包括初级辅助电源的初级电路、以及与初级电路耦接的次级电路，其呈现可以测量输出电压且连接输出二极管的输出通道，并且所述电源还包括:
[0013]籲第一检测和保护设备，能够在所述次级电路或所述初级电路的第一点处测量电压，比较在所述第一点处测量的电压与第一阈值电压，以及如果在所述第一点处测量的电压高于所述第一阈值电压则触发短路，以便停止所有向着所述输出通道的能量转移；
[0014]籲第二检测和保护设备，能够在位于所述初级辅助电源上的第二点处测量电压，以便测量输出电压的像电压，比较在所述第二点处测量的电压与第二阈值电压，以及如果在所述第二点处测量的电压高于所述第二阈值电压则触发短路，以便停止所有向着所述输出通道的能量转移。
[0015]有利地，所述第一检测和保护设备还包括半导体闸流管(thyristor)，其具有独立电源并且能够通过记忆效应保持可能已经发生的短路。
[0016]有利地，所述初级电路包括初级转换器、包括控制所述初级转换器的脉冲发生器的调节回路设备，所述初级电路通过所述初级转换器连接至所述次级电路，目的在于停止所有向着所述输出通道的能量转移的所述短路导致所述脉冲发生器的短路。
[0017]有利地，所述第二检测和保护设备还可以包括半导体闸流管，其具有独立电源并且能够通过记忆效应保持可能已经发生的短路。
[0018]根据实施例，第一测量点位于在所述输出二极管的上游的所述次级电路的输出通道上，以便测量所述输出电压。
[0019]有利地，配置所述第一阈值电压和所述第二阈值电压，以使得将它们包括在标称运行电压与最大容许电压之间。
[0020]有利地，配置所述第一阈值电压和所述第二阈值电压，以使得考虑到使得输出电压沿着可能的最大斜率上升的电源的运行失常(dysfunct1n)，所述第一检测和保护设备能够在所述输出电压达到所述最大容许电压之前触发短路以停止所有向着所述输出通道的能量转移。
[0021]有利地，配置所述第一阈值电压和所述第二阈值电压，以使得考虑到使得输出电压沿着可能的最大斜率上升的电源的运行失常，所述第二检测和保护设备能够在所述输出电压达到所述最大容许电压之前触发短路以停止所有向着所述输出通道的能量转移。
[0022]根据具体实施例，所述第一检测和保护设备包括光耦合器，其能够转移能量，以便当已经检测到故障时，也就是说，当在所述第一测量点处测量的电压高于所述第一阈值电压时，产生所述短路。
[0023]根据具体实施例，所述第二检测和保护设备包括晶体管，其能够转移能量，以便当已经检测到故障时，也就是说，当在所述第二测量点处测量的电压高于所述第二阈值电压时，产生所述短路。
[0024]本发明还涉及一种可编程逻辑控制器电源，其包括符合上面呈现的任何一个实施例的用于过压保护的设备。
[0025]本发明的另一目的是一种包括电源的可编程逻辑控制器，所述电源包括符合上面呈现的任何一个实施例的用于过压保护的设备。
【附图说明】
[0026]参考附图，阅读以下描述，本发明的其它特征和优点将出现，所述附图示出:
[0027]图1是使得能够通过示例理解根据本发明的设备的运行的图；
[0028]图2A是根据本发明的实施例的、具有属于用于过压保护的设备的第一检测和保护设备的可编程逻辑控制器电源的图；
[0029]图2B是根据本发明的实施例的、具有属于用于过压保护的设备的第二检测和保护设备的可编程逻辑控制器电源的图。
【具体实施方式】
[0030]图2A和图2B的图中所示的可编程逻辑控制器电源包括呈现输入通道I并包括初级转换器CP的初级电路PS、以及呈现连接至输出二极管D的输出通道O并包括次级转换器CS的次级电路SS，所述次级转换器CS与初级转换器CP耦接以便从其接收其运行能量。初级辅助电源PAS也与初级转换器CP耦接以便从其接收其运行能量，并向初级电压调节设备PVR供电，所述调节设备PVR具体包括脉冲发生器PWM，其经由放大器A控制初级转换器CP0
[0031]图1的图示出当在配备有电源的可编程逻辑控制器的电源上发生故障时，根据本发明的用于过压保护的设备的运行。
[0032]通过假设，为了通过示例图示根据本发明的设备的运行，考虑这样的电源，假定其将大约为5V的标称电压Vn传递(deliver)给最大容许电压Vm为1V的可编程逻辑控制器的组件，其中在这些组件可能不能确保安全运行的风险下不应超过该最大容许电压。
[0033]在此情境中，此图呈现输出通道O处的输出电压Vo的改变，作为时间的函数。例如，在时刻tl，在初级转换器CP发生故障。在时刻t2，根据本发明的用于过压保护的设备的第一检测和保护设备Dl允许测量输出电压，其高于第一阈值电压Vl = 6.2V。在时刻t3，根据本发明的用于过压保护的设备的第二检测和保护设备D2使得可以测量输出电压，其高于第二阈值电压V2 = 6.6V。
[0034]从在时刻tl发生故障起，根据故障的类型和连接至次级电路SS的负载的类型，输出电压Vo将沿着斜率pl、p2、p3或p4上升。对于根据本发明的设备的优选实施例的实施，为了定义第一和第二阈值电压V1、V2，认为输出电压No的上升发生在最差的可能情况下，也就是说，存在较弱负载且初级转换器CP在次级转换器CS上感生最大能量的情况下，其对应于图1上的斜率pi。然后配置第一和第二阈值电压V1、V2以使得:考虑到第一和第二检测和保护设备D1、D2以有效方式停止所有向着次级电路SS的能量转移所需的时间dl、d2，在图1的图的示例中，输出电压即使遵循上升斜率pl，也将不能达到等于1V的最大容许电压Vm0
[0035]这样，根据本发明的因此包括第一和第二检测和保护设备Dl、D2的用于过压保护的设备能够保证包含它们的可