Un relais de couplage est principalement utilisé pour la séparation électrique et la transformation de tension, par exemple, de 24 V DC à 230 V AC. Il est également utilisé pour amplifier les signaux faibles et peut être utilisé pour les commandes générales de relais et pour la protection contre les surtensions et la CEM des commandes.

Les catégories d'utilisation des relais de couplage sont définies dans la CEI 60974-5-1 et stipulent les conditions de fonctionnement caractéristiques. Les plus courants sont AC-15 et DC-13.

AC signifie les catégories d'utilisation pour la tension alternative. L'application typique pour AC-15 est le contrôle de la charge électromagnétique (pour la tension alternative).

Le nombre maximal de cycles de commutation dépend de la charge à commuter, de la conception technique du relais élémentaire et du matériau de contact utilisé, par exemple AgNi + Au, AgNi, AgCDo, AgSnO2.

Pour commuter de très petits courants, par exemple aux entrées de contrôle, des contacts en plaqué or dur sont utilisés.

Pour une commutation silencieuse, rapide et fréquente, des contacts semi-conducteurs peuvent également être utilisés.

Selon la norme IEC 60947, il est défini comme le nombre de cycles de commutation sans charge qui est atteint ou dépassé par 90% de tous les appareils testés, sans réparation ni remplacement d'aucun composant.

Ceci est testé à une fréquence de commutation de 8 Hz et sans charge de contact et fournit également une indication de l'endurance électrique à de très petites charges de contact.

Sélection simple et standardisation mondiale, par exemple un relais de couplage 3RQ1/2 avec une tension de 24 V AC/DC à 240 V AC/DC peut être utilisé à la fois pour le marché américain (110 V CA) et pour le marché CE (240 V CA) ou aussi avec une alimentation 24 V.

La sécurité fonctionnelle définit un état dans lequel le risque de dommages est réduit à un niveau tolérable, ou qui peut être considéré comme sans risque. Cette définition s'applique donc à la sécurité fonctionnelle des personnes, des machines et de l'environnement.

La sécurité fonctionnelle vise à assurer une protection égale des personnes et de l'environnement dans tous les pays avec des normes harmonisées à l'échelle internationale. En dehors de cela, de nombreux pays ont des lois qui imposent le respect des aspects de sécurité. Cette obligation peut souvent être respectée en appliquant les normes. En particulier, les normes suivantes doivent être appliquées à l'automatisation d'usine : IEC 61508. IEC 62061 et EN ISO 13849.

Les relais de couplage sécurisés sont utilisés dans le même but que les relais de couplage standard (voir « À quoi sert un relais de couplage ? ») et ont généralement des contacts orientés positivement et une certification de sécurité.

En fonctionnement mécaniquement lié selon IEC 60947-5-1 (IEC 61810-3), les contacts des relais installés sont connectés les uns aux autres de sorte qu'AUCUN contact et contact CN ne sont jamais fermés en même temps. De cette façon, les pannes d'ouverture sont détectées de manière fiable et une sécurité maximale est assurée.

Ils sont utilisés comme liaison de couplage pour les signaux, par exemple : pour le contrôle à sécurité intégrée et l'expansion de sortie (SIL 1-3) pour les relais de sécurité avec contrôle direct des actionneurs et des éléments de signalisation.

Ils sont également utilisés dans des applications sans exigences pour la sécurité fonctionnelle. Dans ce cas, le fonctionnement mécaniquement lié des contacts est utilisé pour une rétroaction fiable, pour la commutation antiparallèle ou pour le diagnostic du contact CN.

Les relais de sécurité SIRIUS 3SK1 et les relais de couplage SIRIUS 3RQ1 à guidage de force offrent une telle possibilité. Cela signifie que le nombre de contacts et la capacité de commutation de la commande à sécurité intégrée peuvent être augmentés et amplifiés jusqu'à 10 A.

Vous trouverez plus d'informations dans cette FAQ : https://support.industry.siemens.com/cs/de/en/view/76676971

La norme CEI 62061 « Sécurité des machines — Sécurité fonctionnelle des systèmes de commande électriques, électroniques et électroniques programmables » définit des exigences complètes. Il comprend des recommandations pour le développement, l'intégration et la validation de systèmes de contrôle électriques, électroniques et électroniques programmables (SRECS) liés à la sécurité pour les machines. Pour la première fois, la norme couvre toute la chaîne de sécurité, du capteur à l'actionneur. Le « niveau d'intégrité de sécurité », ou « SIL » en abrégé, est défini comme le paramètre d'application pour cette norme. La norme ne spécifie pas les exigences de capacité de performance pour les éléments de commande non électriques - par exemple hydrauliques et pneumatiques - liés à la sécurité pour les machines.

La norme EN ISO 13849-1 « Sécurité des machines — Composants des systèmes de commande relatifs à la sécurité, Partie 1 : Principes généraux de conception » a remplacé la norme EN 954-1 à la fin de 2011. Il prend en considération la chaîne de sécurité complète avec tous les appareils impliqués dans ses performances. EN ISO 13849-1 fait également une analyse quantitative des fonctions de sécurité. La norme décrit comment déterminer le « niveau de performance », « PL » en abrégé, pour les parties des systèmes de contrôle liées à la sécurité sur la base des architectures spécifiées pour la durée de vie prévue. Lorsque plusieurs pièces liées à la sécurité sont combinées pour former un système complet, la norme explique comment déterminer le PL résultant. Il peut être appliqué aux pièces de systèmes de contrôle liées à la sécurité (SRP/CS) et à tous les types de machines, peu importe la technologie et l'énergie utilisées, par exemple électriques, hydrauliques, pneumatiques ou mécaniques.

Il offre à la fois une très grande endurance électrique et un nombre presque illimité de cycles de commutation. Il offre également la plus grande fiabilité de contact, une commutation silencieuse et courte et une capacité de commutation CC élevée. Les relais de couplage SIRIUS avec sortie semi-conductrice comportent une séparation électrique entre le circuit d'entrée et de sortie.

Les valeurs B10d (signifie : le nombre de cycles de commutation pendant lesquels 10% des relais peuvent tomber en panne dans des conditions définies) sont importantes pour la sécurité fonctionnelle selon ISO 13849-1 et IEC 62061. Ils sont souvent utilisés pour calculer le PFHD (probabilité de défaillance dangereuse par heure) ou le MTTFD (temps moyen d'échec dangereux) dans les contrôleurs liés à la sécurité.

Utilisation des valeurs B10d pour les relais de couplage : Détermination du MTtFd (temps moyen d'échec dangereux) Le MTtfd est calculé à partir de la valeur B10d, de la fréquence de fonctionnement et du nombre de contacts de commutation :

mTTfd = (B10d)/(0,1 x n x fréquence de commutation par heure x 3600)

n = Nombre d'erreurs dangereuses par cycle (généralement 1)

La fréquence de fonctionnement doit être réaliste.

Calcul du PFHD (probabilité de défaillance dangereuse par heure) Si nécessaire, la valeur PFHD requise pour le SIL (niveau d'intégrité de sécurité) selon la CEI 62061 peut être calculée à partir du MTtFD et d'autres facteurs.

Évaluation du niveau de performance (PL) selon ISO 13849-1 La valeur MTtFd est utilisée conjointement avec d'autres paramètres de sécurité tels que DC (couverture diagnostique) et la structure (catégorie B, 1, 2, 3 ou 4) pour déterminer le niveau de performance (PL) du circuit de sécurité.