Sicherheitsrelais - Safety relay

Sicherheitsrelais sind Geräte, die im Allgemeinen Sicherheitsfunktionen implementieren.

Geschichte

In den Anfängen der Steuerungstechnik wurden Relais und Schütze zur Steuerung von Maschinen und Anlagen eingesetzt. Im Falle einer Gefahrensituation wurde der Antrieb einfach von der Energieversorgung getrennt. Diese Art von Schutzsystem kann im Falle einer Fehlfunktion manipuliert werden, wodurch die Schutzfunktion deaktiviert wird. Spezielle Relaisschaltungen wie die Dreikontaktorkombination waren die ersten Konstruktionen, die aus Überlegungen hervorgingen, wie dies vermieden werden könnte. Diese Gerätekombinationen führten zur Entwicklung des ersten Sicherheitsrelais des deutschen Automatisierungsherstellers Pilz , der PNOZ.

Beschreibung

Im Falle einer Gefahr besteht die Aufgabe der Sicherheitsfunktionen (z. B. Not-Aus , Sicherheitstor oder Stillstandsüberwachung) darin, geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um das bestehende Risiko auf ein akzeptables Maß zu reduzieren. Diese vielen Sicherheitsfunktionen umfassen:

Sicherheitsrelais überwachen daher eine bestimmte Funktion. Wenn sie an andere Sicherheitsrelais angeschlossen werden, gewährleisten sie die vollständige Überwachung einer Anlage oder Maschine. Sie erfüllen die Anforderungen von EN 60947-5-1, EN 60204-1 und VDE 0113-1.

Design und Funktion

Die Designtechnologie ist der Hauptunterschied zwischen den Sicherheitsrelais:

  • Klassische kontaktbasierte Relaistechnologie "Force-Guided Contacts Relay"
  • Mit elektronischer Auswertung und kontaktbasierten spannungsfreien Ausgängen
  • Vollelektronische Geräte mit Halbleiterausgängen

Sicherheitsrelais müssen immer so ausgelegt sein, dass bei korrekter Verdrahtung weder ein Fehler im Gerät noch ein durch den Sensor oder Aktor verursachter externer Fehler zum Verlust der Sicherheitsfunktion führen.

Ein normales Relais verwendet eine Drahtspule und die mechanische Bewegung der Metallkontakte, um die Last ein- und auszuschalten. Die Metallkontakte können nach wiederholten Betriebszyklen zugeschweißt werden. In diesem Fall läuft die Maschine weiter, wenn der Bediener den Not-Aus-Taster drückt . Dies wäre gefährlich für den Bediener. Aus diesem Grund verbieten viele europäische, amerikanische, nationale und internationale Normen und Sicherheitsstandards die Verwendung einfacher Relais oder Schütze an gefährlichen Maschinen.

Das typische Design eines Sicherheitsrelais der ersten Generation basiert auf der klassischen Drei-Schütz-Kombination. Das redundante Design stellt sicher, dass Verdrahtungsfehler nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktion führen. Zwei Relais (K1, K2) mit positiv geführten Kontakten sorgen für die sicheren Schaltkontakte. Die beiden Eingangsstromkreise CH1 und CH2 aktivieren jeweils eines der beiden internen Relais . Die Schaltung wird über das Startrelais K3 aktiviert. Zwischen den Verbindungspunkten Y1 und Y2 befindet sich eine weitere Überwachungsschaltung (Rückkopplungsschleife). Über diesen Anschluss wird die Position der Aktuatoren überprüft und überwacht , die über die Sicherheitskontakte aktiviert oder abgeschaltet werden. Das Gerät ist so ausgelegt, dass Fehler im Eingangsstromkreis erkannt werden, z. B. Kontaktschweißen an einem Not-Aus / Not-Aus-Taster oder an einem der Sicherheitskontakte am Ausgangsrelais. Die Sicherheitseinrichtung stoppt das Wiedereinschalten des Geräts und stoppt dadurch die Aktivierung der Relais K1 und K2.

Verweise