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Dieser Beitrag wurde zuletzt von yunrun am 11.7.2019 um 10:10 bearbeitet. Ein Sicherheitsrelais setzt sich aus mehreren Relais sowie Schaltkreisen zusammen. Es wird hauptsächlich in Sicherheitssteuerungsschleifen eingesetzt, um Sicherheitssensoren (wie Notstopp-Tasten, Sicherheitstüren, Zwei-Hand-Tasten, Sicherheitslichtgitter usw.) mit den Bewegungssteuerungen der Maschinenanlagen (wie Sicherheits-PLCs, Kontakttaster usw.) zu verbinden. Sicherheitsrelais dienen dazu, einander bei Fehlern zu ergänzen, um eine korrekte und fehlerarme Funktionsweise des Relais zu gewährleisten. Je geringer die Fehler- und Ausfallraten sind, desto höher ist der Sicherheitsfaktor. Deshalb müssen verschiedene Arten von Sicherheitsrelais entwickelt werden, um Maschinen unterschiedlicher Risikostufen zu schützen. Das Hauptziel besteht darin, die Bediener von Maschinen vor den verschiedenen Gefahren zu schützen. Sicherheitsrelais yunrun.com.cn/product/2608.html 1. Was ist ein Sicherheitsrelais? Ein Sicherheitsrelais ist ein Modul, das aus mehreren Relais sowie logischen Schaltungen besteht. Es handelt sich dabei um eine Schaltungseinheit, deren Zweck es ist, die Mängel der einzelnen Komponenten im Falle eines Defekts auszugleichen. Dadurch wird eine korrekte Funktionsweise sowie eine geringe Anzahl an Fehlfunktionen erreicht. Zudem werden Fehler und Ausfälle verringert, wodurch die Sicherheit erhöht wird. Genauer gesagt sollte es Sicherheitsrelaismodul genannt werden. Derzeit gibt es im Inland noch keine einheitliche Bezeichnung für Sicherheitsrelais – manche bezeichnen sie direkt als Sicherheitscontroller, andere nennen sie einfach Relais. Da verschiedene Maschinen und verschiedene Produktionsschritte unterschiedliche Sicherheitsrisiken sowie unterschiedliche Gefahrenstufen aufweisen. Daher wurden bei der Produktentwicklung verschiedene Sicherheitsrelais entwickelt, um Maschinen unterschiedlicher Sicherheitsklassen zu schützen. Der Hauptzweck besteht darin, die Maschinenbediener vor den verschiedenen Gefahren zu schützen, denen sie ausgesetzt sind. 2. Welcher Unterschied besteht zwischen Sicherheitsrelais und herkömmlichen Relais? ①Größere Abmessungen: Sicherheitsrelais und gewöhnliche Relais haben unterschiedliche Abmessungen; Sicherheitsrelais sind größer. ②Module statt Komponenten: Ein Sicherheitsrelais ist ein Modul und keine elektronische Komponente wie ein herkömmliches Relais. ③Rot-gelb: Sicherheitsrelais haben eine eigene Farbe – in der Regel Gelb oder Rot, wobei diese beiden Farben als Hauptfarben verwendet werden (genau wie bei den Produkten von Changhui Instruments, bei denen die gefährlichen Bereiche in einem explosionsgeschützten Design in der Regel in Blau gekennzeichnet sind). Natürlich sind das noch nur oberflächliche Erscheinungen. ④【Kern】Sicherer: Aufgrund unterschiedlicher Konstruktionsprinzipien erreichen herkömmliche Relais keine hohe Diagnoseabdeckung (DC). Sie können nur in Branchen mit niedrigerem Sicherheitsniveau eingesetzt werden, wie z. B. in der Maschinenbauindustrie der Kategorie Cat.B/1 oder in der Prozesssteuerungsindustrie bei SIL1. Herkömmliche Relais gelten daher als nicht sicher genug. Durch die Anforderungen an Relais sowie die unterstützende Gestaltung der Logikschaltungen erreicht Anji eine hohe Diagnosegenauigkeit – in einigen Fällen sogar 99,9 %. Zudem gibt es in Bereichen mit hohen Sicherheitsanforderungen Vorschriften, wonach nur zertifizierte Sicherheitsrelais verwendet werden dürfen, um diese Anforderungen zu erfüllen! ⑤Erzwungene Steuerungsstruktur: Ein „Sicherheitsrelais“ ist kein „fehlerfreies Relais“, sondern führt bei einem Fehler eine regelbasierte Aktion aus. Sicherheitsrelais verfügen über eine Struktur mit zwangsgesteuerten Kontakten (oder andere Schutzmechanismen), die auch im Falle eines Verschmelzens der Kontakte für Sicherheit sorgen – das unterscheidet sie völlig von herkömmlichen Relais. ⑥Aus Sicht der Relais lässt sich der Unterschied zwischen Sicherheitsrelais und gewöhnlichen Relais erkennen: http://yunrun.com.cn/upload/201801/15/201801152348225451.png a) Gewöhnliches Relais: Wenn die Kontakte verschmelzen, kann es dazu kommen, dass beide Kontaktpaare (NO/NC) gleichzeitig im ON-Zustand sind. b、Zwangsführungsrelais: Das wichtigste Bauteil eines Sicherheitsrelais ist das Zwangsführungsrelais. Durch die Wirkung des inneren Zwangsführungsstabs wird verhindert, dass beide Kontakte (NO/NC) gleichzeitig im ON-Zustand sind – selbst dann nicht, wenn die Kontakte verschmelzen. Einfach ausgedrückt: Sicherheitsrelais sind sicherer und zuverlässiger und eignen sich für Anwendungen in der Industriesicherheit. 3. Welche Standards gelten hauptsächlich für die Zertifizierung der Maschinen-Sicherheit? IEC 61508 / ISO 13849/ IEC 62061. 4. Wie wählt man einen sicheren Relais aus? Je nachdem, um welche Eingabegeräte es sich bei den Sicherheitskreisen handelt, wird der Sicherungsrelais anhand von fünf Kriterien ausgewählt: die Eingabegeräte, die Anzahl der Ausgänge, die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Rückseite, das Sicherheitsniveau sowie die Funktionsanforderungen. Die Eingabegeräte der Mechaniksicherheitsschaltungen sind in der Regel Sicherheitssensoren, darunter vor allem Notstopp-Tasten, Sicherheitstüren, Sicherheitslichtgitter, Sicherheitspolster, Interlocksysteme, Zwei-Hand-Tasten sowie Laserscanner. 5. Gibt es **standardmäßige Vorgaben, die vorschreiben, dass im SIS-System Sicherheitsrelais verwendet werden müssen?** Angesichts des aktuellen Standes der technologischen Entwicklung im Bereich der Funktionssicherheit in unserem Land sowie der geltenden Standards für die Funktionssicherheit in der Prozesssteuerungsbranche, gibt es derzeit noch keine verbindlichen Vorschriften. Was die Maschinen-sicherheit betrifft, gibt es tatsächlich einige verbindliche Standards. Einige der Prinzipien und Vorschriften bezüglich der Konzeption sicherheitsrelevanter Systeme, wie sie in den „Vorschriften für die Konzeption von Sicherheitssystemen in der Petrochemieindustrie“ festgelegt sind, besagen: ① Die Logikschaltungen der Sicherheitssysteme können aus Relaissystemen oder programmierbaren elektronischen Systemen bestehen – oder auch aus einer Kombination beider. ②Für Sicherheitsinstrumentiersysteme der Stufe 2 und 3 sollten redundante oder fehlertolerante Logikoperatoren verwendet werden. ③Prozessanschlüsse umfassen Eingangs-/Ausgangskarten, Karten für die Erfassung sequenzieller Ereignisse, Verteiler, Sicherheitsgitter, Schalter, Relais sowie weitere damit verbundene Geräte. ④Der Sicherheitsintegritätsgrad hingegen ist eine Gesamtbewertung des gesamten Sicherheitskreises. Offensichtlich müssen auch die mit dem Kreis verbundenen Geräte, wie z. B. Relais, denselben Fail-Safe-Anforderungen entsprechen. Gleichzeitig werden in den Berichten, die von Experten aus einigen Planungsbüros vorgestellt wurden, unter den Prinzipien der SIS-Planung auch vorgeschlagen, dass der **logische Steuerer des SIS** eine Zertifizierung für Funktionssicherheit durch eine anerkannte Zertifizierungsstelle erhalten sollte. Relais, die in den Sicherheitskreisläufen der oben genannten sicherheitsrelevanten Systeme eingesetzt werden – egal ob es sich um Relaisysteme handelt oder um verbundene Geräte in den Prozessanschlüssen dieser Kreisläufe – sind aus Sicht der Zuverlässigkeit der Konstruktion sowie der Sicherheitshinweise eine gute Wahl. Sie verfügen über eine Selbstdiagnosefunktion, weisen eine hohe Diagnoseabdeckung auf, haben eine geringe Ausfallwahrscheinlichkeit und sind zudem von autoritativen Stellen zertifiziert. 6. Kann das SIS-System mit gewöhnlichen Relais verwendet werden? Die Diagnoseabdeckung herkömmlicher Relais ist relativ gering. Sie verfügen weder über ein Fail-Safe-Design noch über eine Selbstdiagnofunktion. Deshalb werden sie in einigen Sicherheitssystemen mit niedrigerem Anforderungsgrad, wie z. B. SIL1, eingesetzt. Bei SIL2 und höheren Sicherheitsstufen werden hingegen in der Regel Sicherheitsrelais verwendet, die eine hohe Diagnoseabdeckung sowie eine Selbstdiagnofunktion aufweisen. 7. Welche sind die häufigen Fehler bei Sicherheitsrelais und wie werden sie behoben? Wenn der Sicherheitsrelais bei der Nutzung den Stromkreis unterbricht, muss genau festgestellt werden, ob das Sicherheitsrelais defekt ist oder ob es unsichere Bedingungen erkannt hat und deshalb den Stromkreis unterbrochen hat. ①Falls es im Schaltkreis Sicherheitsrisiken gibt, müssen diese beseitigt werden. Anschließend kann der Sicherungsrelais neu gestartet werden, wodurch der Schaltkreis wieder in Ordnung kommt. Zum Beispiel führt die Impulsüberwachung des SIS-Systems dazu, dass der Sicherungsrelais häufig ausgeschaltet wird. Es ist daher notwendig, die Dauer der Impulsüberwachung im SIS-System anzupassen, sodass diese Zeit vom Sicherungsrelais nicht erkannt wird. ②Falls ein Sicherheitsrelais defekt ist, werden in der Regel folgende Maßnahmen ergriffen: a) Die Ausgangskontakte des Sicherheitsrelais sind in der Regel mit Sicherungsschaltern geschützt. Im Laufe der Nutzung kann es aufgrund von Kurzschlüssen oder Überstrom zu einem Durchbrennen dieser Sicherungen kommen, wodurch das Relais nicht in der Lage ist, die Geräte vor Ort zu aktivieren. Maßnahme: Ersatz des Sicherungsschalters. b. Der Schaltkreis des Sicherheitsrelais wird durch Überspannungen beschädigt, wodurch die internen Komponenten des Relais zerstört werden. Maßnahmen: Austausch des Sicherheitsrelais, Kontaktaufnahme mit dem Hersteller zur Reparatur oder Ersetzung. 8. Ist es notwendig, Sicherheitsrelais in Maschinen einzusetzen? Bei inländischen Geräten sind die gesetzlichen Anforderungen an die Sicherheit meist nicht hoch, oder es erfolgt keine entsprechende Zertifizierung nach Standards wie dem CE-Zertifikat der Europäischen Union. Sicherheitsrelais werden eingesetzt, wenn es Gefahr von Körperverletzungen bei Personen oder von Sachschäden durch Geräte gibt. Es wird nicht über den PLC gesteuert, sondern es werden hardwarebasierte Methoden verwendet, um die Stromversorgung abzuschalten und das Gerät in einen vollständig stillgelegten Zustand zu versetzen ； Außerdem verfügt der Sicherheitsrelais selbst über mehrere Kontakte, um sicherzustellen, dass er bei einem Fehler effektiv getrennt wird. Wenn Ihr Gerät in andere Länder gelangen soll, benötigt es mindestens die CE-Zertifizierung – dann entstehen entsprechende Probleme. Deshalb sind in Geräten, die ins Ausland, insbesondere in die EU und nach Japan, exportiert werden sollen, in der Regel Sicherheitsrelais verbaut. Natürlich werden mit dem zunehmenden Schwerpunkt auf Sicherheit im Inland auch einige technische Standards und deren Umsetzung allmählich an die weltweiten Standards angepasst. Im Dreizehnten Fünfjahresplan für die Standardisierung im Bereich der Sicherheit wird auf die Aktualisierung und Verbesserung der Standards zur Maschinsicherheit sowie auf eine strengere Umsetzung dieser Standards hingewiesen. Auch die Anforderungen an die Konzeption der Sicherheitskreise werden immer strenger. In dieser Situation muss man sich als zukunftsorientierter Hersteller von Geräten wohl nicht weiter darüber auslassen, ob der Einsatz von Sicherheitsrelais notwendig ist 9. Was ist der automatische Start eines Sicherheitsrelais? Automatische Aktivierung: Sobald die Bedingungen für die Aktivierung erfüllt sind (Sensoren sowie Rückkopplungsschaltungen sind geschlossen), wird der Anschlusskreis automatisch aktiviert. 10、Sicherheitsrelais | Was ist ein überwachter Start? Vor dem Start müssen die Bedingungen für den Betrieb erfüllt sein (Sensoren und Rückkopplungsschaltungen geschlossen). Außerdem benötigt das Gerät einen ON-Knopf als Startsignal; der Sicherheitsrelais startet die Anlage, indem es den Abfall des ON-Signals (Puls) überwacht. 11. Wie groß muss der Kondensator im Steuerkreis des Sicherheitsrelais sein? Der in Reihe mit der Spule eines herkömmlichen Relais geschaltete Kondensator dient dazu, zu verhindern, dass hohe Spannungen an den Enden der Relaisspule entstehen, die wiederum dazu führen könnten, dass die Kontakte des Relais durchbrennen und ein Bogen entsteht. Aufgrund der Verwendung des Kondensators verlängert sich jedoch die Reaktionszeit des Relais. Deshalb werden heutzutage in den meisten Fällen Gleichrichterdioden verwendet, um den Bogen zu beseitigen. Ein Sicherheitsrelais ist ein elektronisches Modul, das im Inneren einen Gleichstromdiode verwendet, um Blitze zu vermeiden. In der praktischen Anwendung ist es nicht notwendig, Kondensatoren zu installieren. 12. Hat der Sicherheitsrelais eine Nutzungsdauer/Lebensdauer? Muss es regelmäßig ausgetauscht werden? Das SIS-System hatte zu Beginn seines Einsatzes einen hohen Sicherheitsgrad. Doch im Laufe der Zeit kann die Wahrscheinlichkeit von Sicherheitsfehlern zunehmen, und die Werte der mit der Sicherheit verbundenen Parameter können allmählich ansteigen. Bei längerer Nutzung sinkt, sofern keine Prüfungen durchgeführt werden, das Sicherheitsniveau auf SIL3-2-1. Außerdem ist das entscheidende Bauteil eines Sicherheitsrelais die Leistung des gewählten Relais, und Relais haben eine mechanische Lebensdauer. Deshalb ist eine regelmäßige Fehlerdiagnose des Systems erforderlich. Auch für den gesamten Lebenszyklus sicherheitsrelevanter Systeme wird ein Wartungs- und Managementplan vorgeschlagen. Bei einem PROOF TEST wird überprüft, ob im Sicherheitssystem tatsächlich ein Sicherheitsfehler aufgetreten ist. Falls es keine Störungen gibt, bleibt sein Sicherheitsgrad weiterhin im ursprünglichen Bereich. Sollte ein Defekt festgestellt werden, müssen entsprechende Maßnahmen ergriffen werden, einschließlich des Austauschs. Daher wird empfohlen, alle 5 Jahre eine Überprüfung durchzuführen – oder auch öfter, was in der Regel in der „Sicherheitsanleitung“ des Produkts angegeben ist. Konkret kann der Wartungs- und Prüfplan in Abstimmung mit den Eigenschaften des Sicherheitssystems, dem Gesamt-Wartungsmanagementplan sowie den entsprechenden Schaltkreisen und Komponenten festgelegt werden. Hinweis: Die obigen Angaben sind Empfehlungen für die Anwendung in der Prozesssteuerungsbranche. Für Anwendungen in der Maschinenbauindustrie befinden sich die Maschinen häufig in einer Situation der Mensch-Maschine-Kooperation, wodurch das Risiko für die persönliche Sicherheit noch größer wird. Daher sind regelmäßige Tests erforderlich; im „Sicherheitshandbuch“ wird vorgeschrieben, dass die Tests mindestens einmal im Monat durchgeführt werden sollen. 13. Wie werden die Kontakte des Sicherheitsrelais diagnostiziert? Die Kontakte des Sicherheitsrelais können manuell sowie durch das System überprüft werden. Einige Sicherungsrelais verfügen über geschlossene Kontakte. Entfernt man die Eingangsspannung des Relais, also die Spannung an A1, dann schließen sich bei Ausfall der Stromversorgung die normalerweise offenen Kontakte des Relais, während die normalerweise geschlossenen Kontakte geöffnet werden. Aufgrund der mechanischen Interlocks des Sicherheitsrelais werden die normal offenen und normal geschlossenen Kontakte nicht gleichzeitig aktiviert. Wenn das System feststellt, dass der normalgeschlossene Kontakt bereits verbunden ist, kann man davon ausgehen, dass der normaloffene Kontakt des Relais getrennt werden kann und das Relais unbeschädigt ist. 14. Warum ist die Einschaltstromstärke des Sicherheitsrelais wichtig? Der Startstrom bei Einschalten bezeichnet das Phänomen, dass bei Industrieelektronikgeräten im Moment des Einschaltens ein Stromfluss auftritt, der um ein Vielfaches höher ist als der normale Betriebsstrom. Es gibt zwei Leistungsindikatoren für den Startstrom bei Stromzufuhr: der maximale Startstrom und die Dauer. In Industrie-Elektronikgeräten befinden sich Kondensatoren oder induktive Kondensatoren. Im Moment des Einschaltens müssen diese Kondensatoren aufgeladen werden. Dadurch entsteht ein kurzzeitiger Kurzschluss, wodurch der Startstrom kurzfristig ansteigt. Daher müssen Ingenieure bei der Konstruktion von Industrie-Elektronikgeräten den Startstrom so weit wie möglich verringern, um negative Auswirkungen auf das System zu minimieren. Da die Typprüfungen von Industrie-Elektronikgeräten jedoch in der Regel an einem einzelnen Gerät durchgeführt werden oder die Prüfstromquellen recht ideal sind, wird diese Gefahr oft übersehen. In der Praxis kann dies dazu führen, dass mehrere Geräte gleichzeitig verwendet werden und das System dann nicht zuverlässig funktioniert. Auf der Industriestelle ist die Gefahr eines zu hohen Startstroms darin begründet, dass dort oft mehrere Geräte von derselben Stromversorgung versorgt werden. Wenn der Startstrom zu hoch ist, kann es im Moment des Einschaltens dazu kommen, dass der Stromspitzenwert die vom Stromlieferanten vorgegebenen Werte überschreitet. Dadurch sinkt die Belastbarkeit der Stromversorgung, die Industriegeräte erhalten nicht ausreichend Energie – somit kann das gesamte System nicht zuverlässig arbeiten. Daher müssen Industrie-Elektronikmessgeräte den Startstrom so weit wie möglich verringern, um die nachteiligen Auswirkungen auf das System zu minimieren. In Sicherheitsinstrumentierungssystemen (SIS-Systemen) ist der Wert der Startstromstärke beim Einschalten von besonderer Bedeutung. Jeder Schaltkreis des Sicherheitsinstrumentierungssystems verfügt über eine eigene Diagnosefunktion. Beispielsweise gibt es bei den Schaltkreisen zur Stromversorgung der Vor-Ort-Instrumente eine Kurzschlussdiagnose sowie eine Überlastdiagnose. Dabei wird der Stromfluss in diesen Schaltkreisen überwacht, um festzustellen, ob es zu einem Kurzschluss oder einer Überlastung kommt. Wenn festgestellt wird, dass dieser Stromwert höher ist als der interne Schwellenwert, wird ein Fehlersignal an das System gesendet. Dadurch tritt das System in den Fehlerzustand über, und die Stromversorgung wird unterbrochen – damit bleibt das gesamte System sicher. Wenn der Startstrom bei Einschalten zu hoch ist, kann dies dazu führen, dass das System nicht ordnungsgemäß funktioniert. yunrun.com.cn/news/1387.html