Un relais de couplage est principalement utilisé pour la séparation électrique et la transformation de la 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 des relais et pour la protection des commandes contre les surtensions et les interférences électromagnétiques.

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

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

Le nombre maximum 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 faibles courants, par exemple sur les entrées de commande, des contacts dorés sont utilisés.

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

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

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

Sélection simple et standardisation mondiale. Par exemple, un relais de couplage 3RQ1/2 d'une tension de 24 V AC/DC à 240 V AC/DC peut être utilisé à la fois pour le marché américain (110 V AC) et pour le marché CE (240 V AC) 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 exempt de risque. Cette définition s'applique donc à la sécurité fonctionnelle des personnes, des machines et de l'environnement.

La sécurité fonctionnelle vise à garantir une protection égale des personnes et de l'environnement dans tous les pays selon des normes harmonisées au niveau international. En outre, de nombreux pays ont des lois qui obligent à se conformer aux exigences de sécurité. Cette obligation peut souvent être respectée en appliquant les normes. Les normes suivantes doivent notamment être appliquées à l'automatisation industrielle : IEC 61508. IEC 62061 et EN ISO 13849.

Les relais de couplage sécurisés sont utilisés aux mêmes fins que les relais de couplage standard (voir « À quoi sert un relais de couplage ? ») et ont généralement des contacts positifs et une certification de sécurité.

En fonctionnement mécaniquement, conformément à la norme IEC 60947-5-1 (IEC 61810-3), les contacts des relais installés sont connectés les uns aux autres de sorte que les contacts AUCUN et les contacts NC ne soient jamais fermés en même temps. Les défauts d'ouverture sont ainsi détectés de manière fiable et une sécurité maximale est garantie.

Ils sont utilisés comme lien de couplage pour les signaux, par exemple pour le contrôle de sécurité et l'extension de la sortie (SIL 1-3) pour les relais de sécurité contrôlant directement les actionneurs et les éléments de signalisation.

Ils sont également utilisés dans des applications qui ne sont pas soumises à des exigences de sécurité fonctionnelle. Dans ce cas, le fonctionnement mécanique des contacts est utilisé pour un retour d'information fiable, pour une commutation antiparallèle ou pour le diagnostic du contact NC.

Les relais de sécurité SIRIUS 3SK1 et les relais de couplage SIRIUS 3RQ1 à guidage forcé offrent cette 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 IEC 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 commande électriques, électroniques et électroniques programmables (SRECS) liés à la sécurité pour les machines. Pour la première fois, la norme couvre l'ensemble de 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 de cette norme. La norme ne spécifie pas les exigences de performance pour les éléments de commande de sécurité non électriques, par exemple hydrauliques et pneumatiques, des 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 fin 2011. Il prend en compte l'ensemble de la chaîne de sécurité et tous les dispositifs impliqués dans ses performances. L'EN ISO 13849-1 effectue également une analyse quantitative des fonctions de sécurité. La norme décrit comment déterminer le « niveau de performance », « PL » en abrégé, pour les éléments liés à la sécurité des systèmes de commande, sur la base d'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 obtenu. Il peut être appliqué aux éléments liés à la sécurité des systèmes de commande (SRP/CS) et à tous les types de machines, quelles que soient la technologie et l'énergie utilisées, par exemple électrique, hydraulique, pneumatique ou mécanique.

Il offre à la fois une très grande endurance électrique et un nombre quasi illimité de cycles de commutation. Il offre également la plus grande fiabilité des contacts, une commutation silencieuse et brève et une capacité de commutation DC élevée. Les relais de couplage SIRIUS à sortie semi-conducteur sont dotés d'une séparation électrique entre le circuit d'entrée et le circuit de sortie.

Les valeurs B10d (c'est-à-dire 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 les normes ISO 13849-1 et IEC 62061. Ils sont souvent utilisés pour calculer la PFHD (probabilité d'une défaillance dangereuse par heure) ou le MTTFd (temps moyen avant une défaillance dangereuse) sur les contrôleurs liés à la sécurité.

Utilisation des valeurs B10d pour les relais de couplage : détermination du MTTfd (Mean Time to Dangerous Failure) 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 d'une défaillance dangereuse par heure) Si nécessaire, la valeur PFHD requise pour le SIL (niveau d'intégrité de sécurité) selon la norme IEC 62061 peut être calculée à partir du MTTFd et d'autres facteurs.

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