Was ist das Prinzip eines Sicherheitsrelais? Grundlagen, Aufbau und Arbeitsablauf von Sicherheitsrelais
Sicherheitsrelais finden breite Anwendung in industriellen Automatisierungssystemen, Maschinen und Anlagen sowie in Energiesystemen. In mechanischen Anlagen können Sicherheitsrelais unerwartete Zustände (z. B. Überlastung, Übertemperatur usw.) erkennen und die Anlage rechtzeitig stoppen, um weitere Schäden oder Verletzungen zu verhindern. In industriellen Automatisierungssystemen können Sicherheitsrelais anormale Zustände in Produktionslinien überwachen und entsprechende Schutzmaßnahmen zum Schutz von Mitarbeitern und Anlagen auslösen. In Energiesystemen können Sicherheitsrelais Geräte anhand empfangener Fehlersignale schnell schalten und isolieren, um die Ausbreitung von Unfällen und weiteren Schäden zu verhindern.
Sicherheitsrelais sind die beste Wahl für Zuverlässigkeit und Effizienz. Das zweikanalige Signaldesign und die zwangsgeführte Kontaktstruktur machen sie äußerst zuverlässig und reduzieren das Risiko von Fehlfunktionen und Ausfällen. Notfall-Sicherheitsrelais verbessern zudem die allgemeine Sicherheitsleistung. Sicherheitsrelais sind unverzichtbare Komponenten in industriellen elektrischen Steuerungssystemen.
Grundlagen elektromagnetischer Effekte
Sicherheitsrelais bestehen aus elektromagnetischen Relaiskomponenten, die üblicherweise aus Kern, Spule, Anker und Kontaktzungen bestehen. Wird an den Enden der Spule eine bestimmte Spannung angelegt, fließt Strom durch die Spule und erzeugt einen elektromagnetischen Effekt. Dieser elektromagnetische Effekt bewirkt, dass der Anker durch die Anziehungskraft der elektromagnetischen Kraft die Spannung der Rückstellfeder überwindet und am Eisenkern ansaugt. Die Bewegung des Ankers bewirkt, dass die beweglichen Kontakte (Schließer) und statischen Kontakte (Öffner) entweder ansaugen oder loslassen und so den Schaltkreis ein- oder ausschalten.
Sicherheitsrelais verfügen über ein zweikanaliges Signaldesign, das ein wesentliches Merkmal des Funktionsprinzips darstellt. Zweikanalig bedeutet, dass das Relais gleichzeitig Signale von zwei unabhängigen Kanälen empfangen muss und nur dann ordnungsgemäß funktionieren kann, wenn die Signale beider Kanäle normal sind. Dieses Design verhindert effektiv Fehlfunktionen durch einen einzelnen Fehlerpunkt und verbessert die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Systems.
Das Sicherheitsrelais ist mit einer internen Logiksteuerung ausgestattet, die Entscheidungen auf Grundlage voreingestellter Logikbedingungen und Eingangssignale trifft. Die Logiksteuerung überwacht ständig den Signalstatus beider Kanäle. Im Falle einer Signalunterbrechung oder -störung in einem der Kanäle gibt die Logiksteuerung sofort einen Befehl aus, um den Ausgang des Relais zu stoppen und es vom gesteuerten Gerät zu trennen. Dies verhindert Gefahren im Falle eines Geräteausfalls oder einer Störung.
Sicherheitsrelais verfügen außerdem über eine zwangsgeführte Kontaktkonstruktion, die speziell für den Fall eines anormalen Zustands wie beispielsweise eines geschmolzenen Kontakts Sicherheit gewährleistet. Die zwangsgeführte Kontaktkonstruktion stellt sicher, dass das Relais auch bei geschmolzenem Kontakt nach einer vorgegebenen Regel arbeitet und keine gefährlichen Situationen wie Kurzschlüsse oder eine dauerhafte Stromzufuhr des Stromkreises aufgrund eines geschmolzenen Kontakts verursacht.
Stromversorgung: 24 V DC
Relais-Sicherheitsausgang: 3NO + 1NC (PNP oder NPN)
Maximale Schaltleistung: 12 A (Verteilt auf alle Sicherheitsausgangskontakte)
Transistor-Signalausgang: <500 mA 24 V DC
Kontaktwiderstand: <100 mΩ
Größe: 117 × 100 × 22,5 mm
Schalenmaterial: flammhemmendes PA66
Lagertemperatur: -40℃ ~ 105℃
Der Arbeitsablauf eines Sicherheitsrelais lässt sich in den folgenden Schritten zusammenfassen:
Signale empfangen: Über das Eingangsmodul empfängt das Sicherheitsrelais Signale von externen Sensoren oder manuellen Steuergeräten.
Logische Entscheidung: Der Logikcontroller trifft eine Entscheidung basierend auf den voreingestellten logischen Bedingungen und den empfangenen Signalen.
Ausgangssteuerung: Wenn die Signale beider Kanäle normal sind und die logischen Bedingungen erfüllt sind, sendet der Logikcontroller ein Steuersignal an das Ausgangsmodul.
Aktionsausführung: Nach Erhalt des Steuersignals steuert das Ausgabemodul das gesteuerte Gerät, um die entsprechende Aktion auszuführen.
Ausfallschutz: Wenn eines der Kanalsignale unterbrochen wird oder anormal ist, stoppt der Logikcontroller sofort die Ausgabe und trennt die Verbindung zum gesteuerten Gerät, um die Sicherheit der Geräte und des Personals zu gewährleisten.
