Een koppelrelais wordt voornamelijk gebruikt voor elektrische scheiding en spanningstransformatie, bijvoorbeeld van 24 V DC naar 230 V AC. Het wordt ook gebruikt om zwakke signalen te versterken en kan worden gebruikt voor algemene relaisbesturingen en voor overspannings- en EMC-beveiliging van besturingen.

De gebruikscategorieën voor koppelrelais zijn gedefinieerd in IEC 60974-5-1 en bepalen de karakteristieke bedrijfsomstandigheden. De meest voorkomende zijn AC-15 en DC-13.

AC staat voor de gebruikscategorieën voor wisselspanning. De typische toepassing voor AC-15 is de regeling van elektromagnetische belasting (voor wisselspanning).

AC staat voor de gebruikscategorieën voor wisselspanning. De typische toepassing voor AC-15 is de regeling van elektromagnetische belasting (voor wisselspanning).

Het maximale aantal schakelcycli hangt af van de te schakelen belasting, van het technische ontwerp van het elementaire relais en van het gebruikte contactmateriaal, bijvoorbeeld AgNi + Au, AgNi, AgCdo, AgSnO2.

Om zeer kleine stromen te schakelen, bijvoorbeeld aan de stuuringangen, worden hardvergulde contacten gebruikt.

Voor geruisloos, snel en frequent schakelen kunnen ook halfgeleidercontacten worden gebruikt.

Volgens de norm IEC 60947 wordt dit gedefinieerd als het aantal schakelcycli zonder belasting dat wordt bereikt of overschreden door 90% van alle geteste apparaten, zonder reparatie of vervanging van een onderdeel.

Dit is getest bij een schakelfrequentie van 8 Hz en zonder contactbelasting en geeft ook een indicatie van de elektrische duurzaamheid bij zeer kleine contactbelastingen.

Eenvoudige selectie en wereldwijde standaardisatie, bijvoorbeeld een 3RQ1/2-koppelrelais met een spanning van 24 V AC/DC tot 240 V AC/DC kan zowel voor de Amerikaanse markt (110 V AC) als voor de CE-markt (240 V AC) of ook voor een 24 V-voeding worden gebruikt.

Functionele veiligheid definieert een toestand waarin het risico op schade tot een aanvaardbaar niveau wordt beperkt, of die als risicovrij kan worden beschouwd. Deze definitie is dus van toepassing op de functionele veiligheid van personen, machines en het milieu.

Functionele veiligheid is bedoeld om te zorgen voor gelijke bescherming van mens en milieu in alle landen met internationaal geharmoniseerde normen. Daarnaast hebben veel landen wetten die de naleving van veiligheidsaspecten verplichten. Aan deze verplichting kan vaak worden voldaan door de normen toe te passen. In het bijzonder moeten de volgende normen worden toegepast op fabrieksautomatisering: IEC 61508. IEC 62061 en EN ISO 13849.

Veilige koppelrelais worden voor hetzelfde doel gebruikt als standaard koppelrelais (zie „Waarvoor wordt een koppelrelais gebruikt?”) en hebben meestal positief gestuurde contacten en een veiligheidscertificaat.

Bij mechanisch gekoppeld gebruik volgens IEC 60947-5-1 (IEC 61810-3) zijn de contacten van de geïnstalleerde relais met elkaar verbonden, zodat GEEN contacten en NC-contacten nooit tegelijkertijd worden gesloten. Op deze manier worden openingsfouten op betrouwbare wijze gedetecteerd en wordt maximale veiligheid gegarandeerd.

Ze worden gebruikt als koppelingsschakel voor signalen, bijvoorbeeld: voor storingsveilige besturing en uitgangsuitbreiding (SIL 1-3) voor veiligheidsrelais met directe aansturing van actuatoren en signaleringselementen.

Ze worden ook gebruikt in toepassingen zonder vereisten voor functionele veiligheid. In dit geval wordt de mechanisch gekoppelde werking van de contacten gebruikt voor betrouwbare feedback, voor antiparallelschakeling of voor de diagnose van het NC-contact.

De SIRIUS 3SK1-veiligheidsrelais en de krachtgestuurde SIRIUS 3RQ1-koppelrelais bieden een dergelijke mogelijkheid. Dit betekent dat zowel het aantal contacten als de schakelcapaciteit van de failsafe control kunnen worden verhoogd en versterkt tot 10 A.

Meer informatie vindt u in deze FAQ: https://support.industry.siemens.com/cs/de/en/view/76676971

De IEC 62061-norm „Veiligheid van machines — Functionele veiligheid van elektrische, elektronische en programmeerbare elektronische besturingssystemen” definieert uitgebreide vereisten. Het bevat aanbevelingen voor de ontwikkeling, integratie en validatie van veiligheidsgerelateerde elektrische, elektronische en programmeerbare elektronische besturingssystemen (SRECS) voor machines. Voor het eerst omvat de norm de volledige veiligheidsketen, van de sensor tot de actuator. Het „Safety Integrity Level”, of kortweg „SIL”, wordt gedefinieerd als de toepassingsparameter voor deze norm. De norm specificeert geen prestatievereisten voor niet-elektrische bedieningselementen voor machines die verband houden met de veiligheid, bijvoorbeeld hydraulisch en pneumatisch.

De norm EN ISO 13849-1 „Veiligheid van machines — veiligheidsgerelateerde componenten van besturingssystemen, deel 1: Algemene ontwerpprincipes” heeft eind 2011 de plaats ingenomen van EN 954-1. Er wordt rekening gehouden met de volledige veiligheidsketen met alle apparaten die betrokken zijn bij de prestaties. EN ISO 13849-1 maakt ook een kwantitatieve analyse van de veiligheidsfuncties. De standaard beschrijft hoe het „prestatieniveau”, kortweg „PL”, voor veiligheidsgerelateerde onderdelen van besturingssystemen kan worden bepaald op basis van architecturen die zijn gespecificeerd voor de beoogde levensduur. Wanneer verschillende veiligheidsgerelateerde onderdelen worden gecombineerd om een compleet systeem te vormen, legt de norm uit hoe de resulterende PL moet worden bepaald. Het kan worden toegepast op veiligheidsgerelateerde onderdelen van besturingssystemen (SRP/CS) en alle soorten machines, ongeacht de gebruikte technologie en energie, bijvoorbeeld elektrisch, hydraulisch, pneumatisch of mechanisch.

Het biedt zowel een zeer hoge elektrische duurzaamheid als een bijna onbeperkt aantal schakelcycli. Het biedt ook de grootste contactbetrouwbaarheid, stille en korte omschakeling en een hoge DC-schakelcapaciteit. De SIRIUS-koppelingsrelais met halfgeleideruitgang zijn voorzien van een elektrische scheiding tussen het ingangs- en uitgangscircuit.

De B10d-waarden (dat wil zeggen: het aantal schakelcycli waarbij 10% van de relais onder bepaalde omstandigheden kan uitvallen) zijn belangrijk voor de functionele veiligheid volgens ISO 13849-1 en IEC 62061. Ze worden vaak gebruikt om PFHD (Probability of Dangerous Failure per Hour) of MttFD (Mean Time to Dangerous Failure) te berekenen in veiligheidsgerelateerde controllers.

Gebruik van B10d-waarden voor het koppelen van relais: Bepaling van de MttFD (Mean Time to Dangerous Failure) De MTTfd wordt berekend op basis van de B10d-waarde, de werkfrequentie en het aantal schakelcontacten:

Mttfd = (B10d)/(0,1 x n x schakelfrequentie per uur x 3600)

n = Aantal gevaarlijke fouten per cyclus (meestal 1)

De werkfrequentie moet realistisch zijn.

Berekening van PFHD (Probability of Dangerous Failure per Hour) Indien nodig kan de PFHD-waarde die vereist is voor SIL (Safety Integrity Level) volgens IEC 62061 worden berekend op basis van de MTTfd en andere factoren.

Evaluatie van het prestatieniveau (PL) volgens ISO 13849-1 De MttfD-waarde wordt gebruikt in combinatie met andere veiligheidsparameters zoals DC (Diagnostic Coverage) en de structuur (categorie B, 1, 2, 3 of 4) om het prestatieniveau (PL) van het veiligheidscircuit te bepalen.