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Sicherheitsrelais

Das Sicherheitsschaltgerät erfüllt Forderungen der EN 60947-5-1, EN 60204-1 und VDE 0113-1 und darf eingesetzt werden zur Überwachung von folgenden Sicherheitsfunktionen:

  • NOT-AUS-Tastern
  • Schutztüren
  • Lichtgitter
  • Schaltmatten
  • Zweihand
  • Zeitverzögerung

Das Schaltgerät erfüllt folgende Sicherheitsanforderungen:

  • Die Schaltung ist redundant mit Selbstüberwachung aufgebaut.
  • Die Sicherheitseinrichtung bleibt auch bei Ausfall eines Bauteils wirksam.
  • Bei jedem Ein-Aus-Zyklus der Maschine wird automatisch überprüft, ob die Relais der Sicherheitseinrichtung richtig öffnen und schließen.

Warum gilt ein normales elektromechanisches Relais als nicht sicher?

Ein normales Schaltrelais verwendet eine Drahtspule und die mechanische Bewegung der Metallkontakte zum Ein- und Ausschalten der Last. Nach wiederholten Schaltzyklen können die Metallkontakte verschweißen. Wenn das passiert ist und der Bediener den Not-Aus-Taster betätigt, würde die Maschine weiterlaufen. Dadurch entstünde ein gefahrenträchtiger Zustand für den Bediener. Viele europäische, amerikanische, nationale und internationale Standards und Sicherheitsnormen verbieten daher die Anwendung einfacher Relais oder Schütze an gefährlichen Maschinen.

Schütz

  • Lebensdauer ca. 1 Million Schaltzyklen.
  • Bei 600 ...1000 Zyklen pro Tag, 300 Tage pro Jahr = 180.000 ... 300.000 Zyklen pro Jahr:
  • Lebensdauer: 3 ... 5 Jahre.
  • Danach GEFÄHRLICHE SITUATION !

Als Lösung brachte Pilz 1987 das erste kompakte NOT-AUS-Schaltgerät PNOZ auf den Markt. Daraus entstand eine umfassende Schaltgerätefamilie zur Überwachung von Not-Aus, Schutztür, Zweihandbedienung, Lichtschranken usw. die ständig ausgebaut wird.

Definierte Sicherheitsfunktionen

Sicherheitsrelais / Sicherheitsschaltgeräte erkennen Fehler in den Eingangskontakten im Sicherheitsschaltkreis bei Erdschluss

Die Sichere Funktion ist gewährleistet durch besondere interne Schaltkreise und Relaistechnologie.

Sicherheitsschaltgeräte führen definierte Sicherheitsfunktionen aus: Sie sorgen z.B. für: ein gesteuertes und damit sicheres Stillsetzen einer Bewegung die Positionsüberwachung von beweglichen Schutzeinrichtungen die Unterbrechung einer Schließbewegung bei einem Eingriff.

Sicherheitsschaltgeräte heute und in Zukunft

Sicherheitsschaltgeräte dienen der Risikominderung: Sie leiten im Fehlerfall und bei Verletzung von Schutzbereichen eine sichere und zuverlässig erfolgende Reaktion ein. Sicherheitsschaltgeräte sind in nahezu allen Bereichen des Maschinen- und Anlagenbaus anzutreffen, vorrangig dort, wo die Anzahl der Sicherheitsfunktionen überschaubar ist. Allerdings gibt es zunehmend Bestrebungen, Diagnoseinformationen in Steuerungs- und Gesamtkonzepte zu integrieren. Daher wird man künftig in Maschinen und Anlagen immer häufiger Sicherheitsschaltgeräte mit Kommunikationsschnittstellen vorfinden.

Anforderungen an den Verwender von Sicherheitsrelais

Es liegt an ihrem klaren Aufbau und einfachen Handhabung, dass der Einsatz von Sicherheitsschaltgeräten keine besonderen Schulungsmaßnahmen erfordert. Einfache elektrische Grundkenntnisse und das Wissen über aktuell gültige Normen genügen in der Regel, um diese Geräte mit Erfolg zu nutzen. Die kompakte Bauform, ihre hohe Zuverlässigkeit und nicht zuletzt der Sachverhalt, dass die Sicherheitsschaltgeräte sämtliche geforderten Normen erfüllen, haben zu deren Verbreitung beigetragen. Inzwischen sind sie integrierter Bestandteil jeder Maschine oder Anlage geworden, bei denen Sicherheitsfunktionen eine Rolle spielen.

Sicherheitsrelais sind

Seit der Entwicklung der ersten Sicherheitsschaltgeräte - zunächst nur für die Überwachung der Not-Aus-Funktion gedacht - hat sich eine Vielzahl von Geräten etabliert, die neben einfachen Überwachungsfunktionen sehr spezielle Aufgaben übernehmen können: so z.B. die Überwachung von Drehzahlen oder die Kontrolle von Spannungsfreiheit an einem Leistungsschütz. Die Geräte sind so konzipiert, dass sie mit den am Markt angebotenen Sensoren und Aktoren optimal und problemlos zusammenarbeiten. Heute ist praktisch für jede Anforderung ein Sicherheitsschaltgerät verfügbar. Mit ihrer Funktionsvielfalt können Sicherheitsschaltgeräte fast jede Sicherheitsfunktion realisieren, so z.B. die Überwachung der gesamten Sicherheitskette vom Sensor über die Auswertelogik bis zur Ansteuerung des Aktors.

Unterscheidung verschiedener Sicherheitsrelais

Heute unterscheiden sich Sicherheitsschaltgeräte primär im technologischen Aufbau: klassisch auf Basis kontaktbehafteter Relaistechnik mit elektronischer Auswertung und kontaktbehafteten potentialfreien Ausgängen bis zu vollelektronischen Geräten mit Halbleiterausgängen.

Gemeinsamkeit und Vorteile der verschiedenen Sicherheitsrelais

Nichts geändert hat sich an der grundsätzlichen Anforderung, dass Sicherheitsschaltgeräte stets so aufgebaut sein müssen, dass - bei richtiger Beschaltung - weder ein Fehler im Gerät noch ein extern durch Sensor oder Aktor verursachter Fehler zum Verlust der Sicherheitsfunktion führen darf. Der technologische Wandel hat die Entwicklung elektronischer Sicherheitsschaltgeräte vorangetrieben, die einen deutlich höheren Kundennutzen bieten: Die elektronischen Geräte sind verschleißfrei, diagnosefähig und lassen sich auf einfachste Weise in gängige Bussysteme zu Steuerungs- und Diagnosezwecken einbinden.

3-Schütz-Kombination

Der typische Aufbau eines Sicherheitsschaltgerätes der ersten Generation in Relaistechnik ist der klassischen 3-Schütz-Kombination nachempfunden. Der redundante Aufbau stellt sicher, dass Fehler in der Beschaltung nicht zu einem Verlust der Sicherheitsfunktion führen. Zwei Relais (K1, K2) mit zwangsgeführten Kontakten stellen die sicheren Schaltkontakte zur Verfügung. Die beiden Eingangskreise CH1 und CH2 steuern jeweils eines der beiden internen Relais an. Über das Startrelais K3 wird die Schaltung gestartet. Ein weiterer Überwachungskreis liegt zwischen den Anschlusspunkten Y1 und Y2 (Rückführkreis). Dieser Anschluss dient der Kontrolle und Stellungsüberwachung von Aktoren, die über die Sicherheitskontakte angesteuert oder abgeschaltet werden. Das Gerät ist so aufgebaut, dass es Fehler im Eingangskreis wie z.B. das "Verschweißen" eines Kontaktes des Not-Aus-Tasters oder eines der Sicherheitskontakte des Ausgangsrelais erkennt. Die Sicherheitseinrichtung verhindert das Wiedereinschalten des Gerätes und damit das Aktivieren von Relais K1 und K2.


Weitere Informationen:

Not-Aus-Relais / Notausrelais PNOZ

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