Schaltrelais – zuverlässige Bausteine der Sicherheitstechnik

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Die Anforderungen an die moderne Relaistechnik steigen mit jeder neuen Generation von Steuerungstechnik. Schaltrelais übernehmen seit Jahren zuverlässig wichtige Aufgaben – in geradezu ”symbiotischer Verbindung” mit der Elektronik. Dies gilt besonders für robuste Lösungen in der Sicherheitstechnik.
Bei der aktuellen Diskussion über Dezentralisierung und Vernetzung von Systemen in der Automation, z.B. mit Hilfe von Bus-Systemen, tritt diese Tatsache leider allzu häufig in den Hintergrund. Ganz ohne Zweifel, Bits und Bytes sind für die fehlersichere Informationsübertragung sehr wichtig. Ebenfalls von großer Bedeutung sind die Aspekte der elektrischen Sicherheit und die der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV). Und um die Aufzählung der Einflussfaktoren zu vervollständigen – auch das System Kabelbaum stellt eine nicht unerhebliche Größe dar.


Viele Anforderungen, eine traditionelle Lösung.
Von Automatisierungssystemen erwartet man eine hohe Verfügbarkeit, elektromagnetische Verträglichkeit und elektrische Sicherheit. Die Sicherheitstechnik setzt zusätzlich funktionale Sicherheit voraus. Alle genannten Anforderungen werden von modernen Schaltrelais gemäß den Standards IEC/EN61810-1 und IEC/EN 61810-5 erfüllt. Die speziellen Anforderungen zur funktionalen Sicherheit werden von Relais mit zwangsgeführten Kontakten gemäß EN50205 erfüllt (diese ermöglichen die Erfüllung der Anforderungen an Systeme bis zur Kategorie 4 nach EN 954-1).
Relais haben über die Jahre einen hohen Grad an Flexibilität bewiesen. Die Konstruktionen wurden nicht nur an veränderte Kundenwünsche angepasst – es fand eine technische Evolution statt, die Relais zu unverzichtbaren Komponenten in der Automatisierung gemacht hat.
Dabei sind die Kerneigenschaften erhalten geblieben oder sogar verbessert worden, wie z.B. ein breiter Bereich der Kontaktbelastbarkeit (von µA bis >10A), Art und Anzahl der Kontakte, Anpassung des Antriebes an spezielle Einsatzbedingungen, einfache Potentialtrennung und hohe Störfestigkeit (Immunität).
Für das Bauteil Relais spricht auch die langjährige Erfahrung in der Entwicklung neuer Anwendungslösungen, kostengünstige und ausgereifte Fertigungsprozesse und die Optimierung der Werkstoffe. Die geforderte Elektrische Sicherheit ist durch die Isolation (sichere Potentialtrennung, Schutz vor elektrischem Schlag) gegeben. Dabei sind neben der Konstruktion selbst die verwendeten Isolierstoffe von wesentlicher Bedeutung. Die Anforderungen, wie sie sich beispielsweise aus der EN50178 ergeben (Stichwort: Überspannungskategorie III, Verschmutzungsgrad 2, Kriechstromfestigkeit), sind für Relaistechniker ohne Probleme realisierbar.

Funktionale Sicherheit wird durch die Zwangsführung von Kontakten erreicht. Sie ermöglichen – in einer übersichtlichen Schaltungstechnik – das Erkennen von Fehlern (1-Fehlersicherheit), die Selbstüberwachung in einem System, kombiniert mit der Möglichkeit einer sicheren Rückmeldung. Auch ein deterministisches Verhalten im Fehlerfall ist möglich. Durch wirksame Redundanz in Kontaktketten (klare Schaltfolge von in Reihe geschalteten, voneinander unabhängigen Kontakten) lassen sich Fehler der Art "Common Mode" ausschließen

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ist durch eine hohe Störfestigkeit gegeben, bedingt durch den konstruktiven Aufbau und die hohe Isolation. Störaussendungen, verursacht durch geschaltete Lasten, werden durch ein einfaches Beschalten dieser Lasten minimiert. Die Antriebssysteme der Relais selbst haben hier keine Bedeutung. Mögliche momentane Störungen sind durch eine einfache Beschaltung vermieden.

Schaltrelais decken diese unterschiedlichen Anforderungen aufgrund ihrer Arbeitsweise und Konstruktion ab. Relais hatten zwar ihre Geburtsstunde bereits im Jahre 1829, dennoch sind sie in ihrer technischen Vielfalt nach wie vor unverzichtbare, kostengünstige und robuste Komponenten.

E. Kirsch

Im Web publiziert - 10/2000

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