Relés positivamente guiados

Utilização na construção de máquinas e na indústria de processos

Desde o final dos anos 1970, os relés positivamente guiados se tornaram a estrela secreta no ambiente de segurança. Os relés positivamente guiados são também incorretamente designados relés de segurança.

Como funcionam realmente os relés de segurança com orientação forçada? E onde são utilizados?

Descubra agora os relés de segurança
Indústria de processos

Hoje em dia, o relé positivamente guiado tornou-se na estrela secreta no ambiente de segurança. Até o desenvolvimento do relé positivamente guiado no final dos anos 70, as aplicações críticas para a segurança eram solucionadas com componentes padrão (p. ex., contator auxiliar). O número de acidentes de trabalho fatais na Alemanha diminuiu ao longo dos anos. A história de sucesso do relé positivamente guiado dá certamente um contributo positivo para esse desenvolvimento.

Segurança ocupacional Número de acidentes de trabalho fatais na Alemanha entre 1974 e 2018

Gráfico com o número de acidentes de trabalho fatais na Alemanha entre 1974 e 2018

Fonte: DGUV-Statistiken für die Praxis 2018

Os relés positivamente guiados são também incorretamente designados relés de segurança. Um relé de segurança é um dispositivo de comutação funcional. O relé positivamente guiado é uma variante de um relé elementar eletromecânico e pode funcionar como um módulo básico para um relé de segurança.

O que distingue um relé padrão de um relé positivamente guiado?

Em termos simples: em um relé positivamente guiado, o conjunto de contatos está interligado mecanicamente. A forma mais simples de expansão é composta por um contato normalmente fechado e um contato normalmente aberto. Ambos estão interligados e em toda a vida útil operacional, mesmo em estado de falha, a distância de contato do contato normalmente fechado tem de ser de 0,5 mm. Dessa forma é possível determinar o estado do contato normalmente aberto através do estado do contato normalmente fechado. Esse fato faz do relé positivamente guiado o módulo básico ideal de um dispositivo de comutação de segurança.

Estados de um relé positivamente guiado

Estados de um relé positivamente guiado

Como já foi mencionado, um relé positivamente guiado é um componente importante dentro de um dispositivo de comutação de segurança. Por princípio, se distingue, por um lado, entre dispositivos de comutação de segurança que ocorrem dentro da cadeia de segurança como elemento lógico central e, por outro lado, os relés de acoplamento fazendo parte do elemento lógico.

Relés de segurança para aplicações de alta demanda

Cadeia de segurança de relés de segurança para aplicações de alta demanda

Tipicamente, encontramos dispositivos de comutação de segurança com relés elementares positivamente guiados em aplicações de alta demanda na construção de máquinas. Eles estão em conformidade com a diretriz de máquinas. Alta demanda significa que a demanda da função de segurança ocorre com uma frequência superior a uma vez por ano. A partir do nível de segurança PL c, os diagnósticos abrangentes são vantajosos, onde se destacam as características dos relés elementares positivamente guiados. Com a ajuda da orientação forçada pode ser obtido com pouco esforço o diagnóstico exigido, ou seja, a cobertura de diagnóstico DC. Por este motivo, os relés elementares positivamente guiados se estabeleceram na construção de máquinas.

Relés de acoplamento seguros para aplicações de baixa demanda

A segunda categoria de dispositivos de comutação de segurança são os relés de acoplamento seguros, utilizados principalmente na indústria de processos. Ao contrário do que acontece na construção de máquinas, a lógica central da cadeia de segurança é, na maioria dos casos, um "Safety Instrumented System" (SIS). Um SIS existe em paralelo com o "Distributed Control System" DCS, o sistema produtivo que controla o processo. O SIS monitora o processo e apenas intervém se tal for necessário por motivos de segurança.

Cadeia de segurança Sistema SIS

Na cadeia de segurança, o relé de acoplamento seguro é uma parte da unidade lógica. Em determinadas circunstâncias, é possível prescindir do relé de acoplamento seguro. Desde que a saída digital tenha capacidade para operar a carga e não seja necessário um isolamento galvânico. Ao contrário do que acontece na construção de máquinas, a maioria das aplicações na indústria de processos têm uma taxa de demanda da função de segurança de menos de uma vez por ano (Low Demand). Nesse sentido, surgem outras demandas para o relé de acoplamento seguro, p. ex., não é necessário implementar um diagnóstico contínuo. Contudo, a tendência atual vai no sentido de aumentar ainda mais a segurança e disponibilidade das aplicações, sendo montada uma função de diagnóstico distinta.

No ambiente da indústria de processos, referente ao relé de acoplamento seguro, dominam atualmente duas variantes diferentes de relés: é feita a distinção entre relé de acoplamento seguro com relé elementar seguro e uma estrutura 1oo3 e relé de acoplamento seguro com relé elementar positivamente guiado com uma estrutura 1oo2. Em relação a aplicações "Emergency-Shutdown" (ESD), uma estrutura 1oo2 ou 1oo3 significa que são montados dois ou três relés elementares em série. Cada operador de instalações tem de realizar um teste de prova obrigatório em intervalos regulares. É verificada a funcionalidade dos componentes montados dentro da cadeia de segurança. Os relés com positivamente guiados têm uma grande vantagem. Com a ajuda da orientação forçada, é determinado o estado do contato de carga, sendo monitorado o estado do contato normalmente fechado. Isso pode ocorrer com um diagnóstico integrado mesmo durante o funcionamento. Em resumo: para realizar o teste de prova do relé de acoplamento seguro, a saída digital é comutada uma vez. No caso de um relé elementar padrão, o teste de prova não é tão fácil de implementar. Na maioria dos casos, o relé de acoplamento seguro é desmontado e é verificada individualmente a passagem de cada relé elementar montado ou estes são substituídos por novos.

Ao contrário da estrutura 1oo3, em uma estrutura 1oo2 pode ser assegurada uma alta disponibilidade da instalação. A probabilidade de uma falha é menor na estrutura 1oo2, pois estão montados menos componentes suscetíveis a falhas. A figura relativa "Estruturas de segurança na relação de tensões de disponibilidade e segurança" fornece uma visão geral a esse respeito.

Representação em uma pirâmide: estrutura de segurança de relés