Sicherheitsrelais Vorteile und Funktion

Rolle:
Die wichtigste Funktion eines Sicherheitsrelais besteht darin, einen hochzuverlässigen Sicherheitssteuerkreis aufzubauen. Wenn es selbst oder externe Geräte ausfallen, kann sichergestellt werden, dass das System in einen sicheren Zustand (normalerweise Stopp) wechselt, wodurch die Sicherheit von Personen und Ausrüstung geschützt wird.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Relais sind Sicherheitsrelais gemäß dem „Fehlersicherheitsprinzip“ konstruiert. Das bedeutet, dass selbst bei internen Fehlern (wie Kontakkleben, Spulenbrand, Federbruch usw.) der Ausgang zwangsweise unterbrochen wird, wodurch die gesteuerte Ausrüstung stoppt, anstatt gefährlich weiterzulaufen.

Hauptfunktionen:
1. Zwangsgeführte Kontaktkonstruktion
Dies ist der grundlegendste Unterschied zwischen Sicherheitsrelais und herkömmlichen Relais. Es verfügt über eine spezielle mechanische Verriegelungsstruktur im Inneren, die sicherstellt, dass die Öffnerkontakte und die Schließerkontakte nicht gleichzeitig schließen können.

Funktionsprinzip: Wenn die Spule stromdurchflossen ist, schließt sich der normalerweise offene Kontakt und der normalerweise geschlossene Kontakt öffnet sich. Wenn die normalerweise offenen Kontakte aufgrund eines Fehlers (wie z. B. Schweißverschmelzung) nicht geöffnet werden können, verhindert die interne mechanische Verriegelung, dass die normalerweise geschlossenen Kontakte schließen. Auf diese Weise kann das Steuerungssystem während Sicherheitsprüfungen (z. B. beim Testen des Stromkreises vor dem Zurücksetzen) Fehler erkennen, indem festgestellt wird, dass die normalerweise geschlossenen Kontakte nicht geschlossen sind, wodurch ein unerwünschter Maschinenstart verhindert wird.

Ziel: Um eigene Kontaktfehler aktiv zu erkennen und einen Ausfall der Sicherheitsfunktion durch Kontaktkleben zu verhindern.

2. Redundanz und Selbstüberwachung
Redundantes Design: In einem Sicherheitsrelais befinden sich üblicherweise zwei oder drei unabhängige Relaiskreise. Diese arbeiten zusammen, um gemeinsam die Ausgangsschaltung zu steuern. Die endgültige Sicherheitsausgangsverbindung erfolgt nur, wenn alle internen Relais ordnungsgemäß funktionieren. Falls eines davon fehlerhaft ist, wird die gesamte Ausgangsschaltung abgeschaltet.

Selbstüberwachung: Durch die Überwachung des Zustands interner Kontakte (unter Nutzung des Prinzips der erzwungenen Führung) sowie der logischen Beziehung der Eingangssignale kann das Sicherheitsrelais sich kontinuierlich selbst diagnostizieren. Bei Erkennung einer Anomalie sperrt es sofort und unterbricht die Ausgänge.

3. Zwei unabhängige Eingänge

Die meisten Sicherheitsrelais sind mit zwei unabhängigen Eingängen (z. B. CH1 und CH2) ausgelegt, um Sicherheitsvorrichtungen wie Not-Aus-Taster, Sicherheitstürschalter, Lichtgitter usw. anzuschließen.

4. Ziel:

Kurzschlusserkennung: Tritt zwischen zwei Eingangssignalleitungen ein Kurzschluss auf, kann das Sicherheitsrelais diesen durch logische Bewertung erkennen. Wenn beispielsweise ein Not-Aus-Taster betätigt wird, sollten theoretisch beide Kanäle gleichzeitig unterbrochen werden. Wird nur einer unterbrochen und bleibt der andere aufgrund eines Kurzschlusses "ein", erkennt das Relais dies als Fehler und sperrt.

Zuverlässigkeit erhöhen: Der Doppelkanal bietet Redundanz. Selbst wenn ein Kanal ausfällt, kann der andere Kanal weiterhin Sicherheitsfunktionen auslösen.

5. Zuverlässige manuelle Rücksetzfunktion
Nachdem die Sicherheitsbedingungen wiederhergestellt sind (z. B. nach dem Zurücksetzen des Not-Aus-Buttons oder beim Schließen der Sicherheitstür) wird das Sicherheitsrelais die Ausgabe nicht automatisch wieder aufnehmen. Es muss über eine separate und eindeutige „Reset“-Taste oder ein entsprechendes Signal manuell zurückgesetzt werden.

Ziel: Gewährleisten, dass der Bediener den Sicherheitsstatus vor Ort persönlich bestätigen und aktiv die Rücksetzung betätigen muss, bevor die Anlage neu gestartet werden kann. Dadurch wird verhindert, dass das Gerät sich versehentlich einschaltet, solange die Gefahr noch nicht beseitigt ist.

6. Statusanzeige
Sicherheitsrelais sind in der Regel mit mehreren LED-Anzeigelampen ausgestattet (z. B. für Stromversorgung, Eingangskanalstatus, Ausgangsstatus, Fehlerstatus usw.), die eine schnelle Diagnose des Systemzustands ermöglichen und die Fehlersuche sowie Wartung erleichtern.