Ett kopplingsrelä används huvudsakligen för elektrisk separation och spänningstransformation, till exempel från 24 V DC till 230 V AC. Den används också för att förstärka svaga signaler och kan användas för allmänna reläkontroller och för överspänning och EMC-skydd av kontroller.

Användningskategorierna för kopplingsreläer definieras i IEC 60974-5-1 och anger de karakteristiska driftsförhållandena. De vanligaste är AC-15 och DC-13.

AC står för användningskategorierna för växelspänning. Den typiska applikationen för AC-15 är styrning av elektromagnetisk belastning (för växelspänning).

Det maximala antalet kopplingscykler beror på belastningen som ska kopplas, på elementärreläets tekniska konstruktion och på det använda kontaktmaterialet, t.ex. AgNi + Au, AgNi, AgCdO, AgSnO2.

För att växla mycket små strömmar, t.ex. vid styringångar, används hårda guldpläterade kontakter.

För tyst, snabb och frekvent växling kan halvledarkontakter också användas.

Enligt standarden IEC 60947 definieras det som antalet kopplingscykler utan belastning som uppnås eller överskrids med 90% av alla enheter som testas, utan reparation eller utbyte av någon komponent.

Detta testas vid en omkopplingsfrekvens på 8 Hz och utan kontaktbelastning och ger också en indikation på den elektriska uthålligheten vid mycket små kontaktbelastningar.

Enkelt urval och global standardisering, t.ex. ett 3RQ1/2 kopplingsrelä med en spänning på 24 V AC/DC till 240 V AC/DC kan användas både för den amerikanska marknaden (110 V AC) och för CE-marknaden (240 V AC) eller även med en 24 V strömförsörjning.

Funktionssäkerhet definierar ett tillstånd där skaderisken reduceras till en acceptabel nivå, eller som kan betraktas som riskfri. Denna definition gäller följaktligen funktionssäkerhet för personer, maskiner och miljö.

Funktionssäkerhet syftar till att säkerställa lika skydd för människor och miljö i alla länder med internationellt harmoniserade standarder. Bortsett från det har många länder lagar som föreskriver efterlevnad av säkerhetsaspekter. Denna skyldighet kan ofta uppfyllas genom tillämpning av normerna. I synnerhet måste följande standarder tillämpas på fabriksautomation: IEC 61508. IEC 62061 och EN ISO 13849.

Säkra kopplingsreläer används för samma ändamål som standardkopplingsreläer (se ”Vad används ett kopplingsrelä till?”) och har vanligtvis positivt drivna kontakter och säkerhetscertifiering.

Vid mekaniskt länkad drift enligt IEC 60947-5-1 (IEC 61810-3) är kontakterna på de installerade reläerna anslutna till varandra så att NO-kontakter och NC-kontakter aldrig stängs samtidigt. På detta sätt upptäcks öppningsfel på ett tillförlitligt sätt och maximal säkerhet säkerställs.

De används som kopplingslänk för signaler, t.ex. för felsäker styrning och utgående expansion (SIL 1-3) för säkerhetsreläer med direkt styrning av ställdon och signalelement.

De används också i applikationer utan krav på funktionssäkerhet. I detta fall används den mekaniskt länkade driften av kontakterna för tillförlitlig återkoppling, för anti-parallellkoppling eller för diagnostik av NC-kontakten.

SIRIUS 3SK1-säkerhetsreläerna och de kraftstyrda SIRIUS 3RQ1-kopplingsreläerna erbjuder en sådan möjlighet. Detta innebär att både antalet kontakter och kopplingskapaciteten hos den felsäkra kontrollen kan ökas och förstärkas upp till 10 A.

Du hittar mer information i denna FAQ: https://support.industry.siemens.com/cs/de/en/view/76676971

IEC 62061-standarden ”Säkerhet för maskiner — Funktionssäkerhet för elektriska, elektroniska och programmerbara elektroniska styrsystem” definierar omfattande krav. Den innehåller rekommendationer för utveckling, integration och validering av säkerhetsrelaterade elektriska, elektroniska och programmerbara elektroniska styrsystem (SRECS) för maskiner. För första gången täcker standarden hela säkerhetskedjan, från sensorn till ställdonet. ”Säkerhetsintegritetsnivån”, eller förkortat ”SIL”, definieras som tillämpningsparametern för denna standard. Standarden specificerar inte prestandakrav för icke-elektriska — t.ex. hydrauliska och pneumatiska — säkerhetsrelaterade styrelement för maskiner.

Standarden EN ISO 13849-1 ”Maskinsäkerhet — Säkerhetsrelaterade komponenter i styrsystem, Del 1: Allmänna konstruktionsprinciper” ersatte EN 954-1 i slutet av 2011. Den tar hänsyn till hela säkerhetskedjan med alla enheter som är involverade i dess prestanda. EN ISO 13849-1 gör också en kvantitativ analys av säkerhetsfunktionerna. Standarden beskriver hur prestandanivån, förkortat PL, fastställs för säkerhetsrelaterade delar av styrsystem på grundval av arkitekturer som specificerats för den avsedda livslängden. När flera säkerhetsrelaterade delar kombineras för att bilda ett komplett system, förklarar standarden hur man bestämmer den resulterande PL. Den kan tillämpas på säkerhetsrelaterade delar av styrsystem (SRP/CS) och alla typer av maskiner, oavsett teknik och energi som används, t.ex. elektriska, hydrauliska, pneumatiska eller mekaniska.

Det ger både en mycket hög elektrisk uthållighet och ett nästan obegränsat antal kopplingscykler. Det erbjuder också den största kontakttillförlitligheten, tyst och kort omkoppling och en hög DC-omkopplingskapacitet. SIRIUS-kopplingsreläerna med halvledarutgång har elektrisk separation mellan ingångs- och utgångskretsen.

B10d-värdena (betyder antalet kopplingscykler under vilka 10% av reläerna kan misslyckas under definierade förhållanden) är viktiga för funktionssäkerheten enligt ISO 13849-1 och IEC 62061. De används ofta för att beräkna PFHD (Probability of Dangerous Failure per Hour) eller MTTFD (Mean Time to Dangerous Failure) i säkerhetsrelaterade styrenheter.

Användning av B10d-värden för kopplingsreläer: Bestämning av MTTFD (Mean Time to Dangerous Failure) MTtfD beräknas utifrån B10d-värdet, driftsfrekvensen och antalet kopplingskontakter:

MTTFD = (B10d)/(0,1 x n x omkopplingsfrekvens per timme x 3600)

n = Antal farliga fel per cykel (vanligtvis 1)

Driftsfrekvensen måste vara realistisk.

Beräkning av PFHD (sannolikhet för farligt fel per timme) Vid behov kan PFHD-värdet som krävs för SIL (Safety Integrity Level) enligt IEC 62061 beräknas utifrån MTTFD och andra faktorer.

Utvärdering av prestandanivån (PL) enligt ISO 13849-1 MTTFD-värdet används tillsammans med andra säkerhetsparametrar såsom DC (Diagnostic Coverage) och strukturen (kategori B, 1, 2, 3 eller 4) för att bestämma säkerhetskretsens prestandanivå (PL).