Relais avec contacts à guidage forcé

Actuellement, le relais avec contacts à guidage forcé est devenu la vedette locale dans l'environnement de la sécurité. Jusqu'au développement des relais avec contacts à guidage forcé, à la fin des années 1970, les applications critiques au niveau de la sécurité étaient réalisées avec des composants standard (p. ex. des contacteurs auxiliaires). Avec le temps, le nombre d'accidents du travail mortels en Allemagne a diminué. Une contribution positive à ce développement vient sûrement aussi du succès du relais avec contacts à guidage forcé.

Les relais avec contacts à guidage forcé sont également appelés à tort des relais de sécurité. Un relais de sécurité est un appareil de commutation fonctionnel. Le relais avec contacts à guidage forcé est une variante d'un relais élémentaire électromécanique et peut servir de module de base à un relais de sécurité.

Quelle est la différence entre un relais standard et un relais avec contacts à guidage forcé ?

Pour simplifier : avec un relais avec contacts à guidage forcé, les contacts sont raccordés entre eux de manière mécanique. La version la plus simple comprend un contact NF et un contact NO. Ces deux contacts sont raccordés entre eux et pendant toute la durée de vie en service, même en présence d'un dysfonctionnement, l'écart des contacts NF doit être de 0,5 mm. Ainsi, il est possible de déterminer l'état du contact NO par l'état du contact NF. Par conséquent, les relais avec contacts à guidage forcé sont la base idéale d'un dispositif de commutation de sécurité.

Comme nous l'avons déjà indiqué, un relais avec contacts à guidage forcé est un composant important dans un dispositif de commutation de sécurité. On distingue systématiquement d'une part les dispositifs de commutation de sécurité, qui sont un bloc logique central au sein de la chaîne de sécurité, et d'autre part les relais de couplage qui sont une partie d'un bloc logique.

Généralement, on trouve les dispositifs de commutation de sécurité avec des relais élémentaires à guidage forcé dans les applications High Demand de la construction mécanique. Ils sont soumis à la directive relative aux machines. High Demand signifie que la fonction de sécurité est sollicitée plus d'une fois par an. À partir du niveau de sécurité PL c, des diagnostics étendus sont un atout, mettant en valeur les caractéristiques des relais élémentaires à guidage forcé. Avec le guidage forcé, il est possible d'atteindre facilement le diagnostic exigé, c.-à-d. la couverture de diagnostic DC. C'est la raison pour laquelle les relais élémentaires à guidage forcé se sont établis dans la construction mécanique.

Relais de couplage sécurisés pour les applications à faible demande

La deuxième catégorie des dispositifs de commutation de sécurité comprend les relais de couplage sécurisés, utilisés principalement dans l'industrie des process. Contrairement au secteur de la construction mécanique, la logique centrale de la chaîne de sécurité est dans la plupart des cas un « Safety Instrumented System » (système instrumenté de sécurité ou SIS). Un SIS est prévu parallèlement au « Distributed Control System » (DCS ou système de contrôle distribué), le système productif qui pilote le processus. Le SIS surveille le processus et n'intervient qu'en cas de motif de sécurité nécessaire.

Dans la chaîne de sécurité, le relais de couplage sécurisé fait partie du module logique. Dans certaines circonstances, il est possible de renoncer au relais de couplage sécurisé. Dans la mesure où la sortie TOR est capable de piloter la charge et où une isolation galvanique n'est pas nécessaire. Contrairement au secteur de la construction mécanique, la plupart des utilisations dans l'industrie des process ont un taux de sollicitation de la fonction de sécurité de moins d'une fois par an (Low Demand). Ainsi, les exigences envers le relais de couplage sécurisé sont différentes, il n'est pas nécessaire p. ex. d'implémenter un diagnostic permanent. Par contre, la tendance actuelle vise à augmenter la sécurité et la disponibilité des applications en prévoyant une fonction de diagnostic avancée.

Dans l'environnement de l'industrie des process, en ce qui concerne les relais de couplage sécurisés, deux variantes différentes de relais prévalent actuellement : on distingue les relais de couplage sécurisés avec des relais élémentaires standard et une structure 1oo3 des relais de couplage sécurisés avec des relais élémentaires à guidage forcé et une structure 1oo2. En ce qui concerne les applications « Emergency Shutdown » (ESD), une structure 1oo2 ou 1oo3 signifie que deux ou trois relais élémentaires sont montés en série. Les exploitants des installations doivent réaliser régulièrement un test de fonctionnement. Au cours de celui-ci, le fonctionnement des composants de la chaîne de sécurité est contrôlé. Là, les relais avec contacts à guidage forcé présentent un réel avantage. Le guidage forcé permet de déterminer l'état du contact de charge en surveillant l'état du contact NF. Cela peut être réalisé avec un diagnostic intégré, même pendant le fonctionnement. En bref : pour faire le test de fonctionnement du relais de couplage sécurisé, on active une fois la sortie TOR. Avec un relais élémentaire standard, le test de fonctionnement n'est pas aussi facile à réaliser. Dans la plupart des cas, il faut démonter le relais de couplage sécurisé, tester individuellement la continuité de chaque relais élémentaire en place ou remplacer ceux-ci par des relais neufs.

Avec une structure 1oo2, il est possible d'assurer une disponibilité plus élevée des installations qu'avec une structure 1oo3. La probabilité de défaillance avec une structure 1oo2 est moins élevée, car elle comprend moins de composants sensibles. L'illustration des structures de sécurité fournit une vue d'ensemble avec le rapport de tension entre la disponibilité et la sécurité.