Реле с принудительным управлением

В настоящее время реле с принудительным управлением стало неформальным лидером в сфере безопасности. До разработки реле с принудительным управлением в конце 1970х годов в критичных по безопасности приложениях использовались стандартные компоненты (например, вспомогательный контактор). Количество смертельных случаев на производстве в Германии уменьшается в течение многих лет. Несомненно, что положительный вклад в такое развитие также внесло внедрение реле с принудительным управлением.

Реле с принудительным управлением часто по ошибке называют предохранительным реле. Предохранительное реле является функционирующим коммутационным устройством. Реле с принудительным управлением является вариантом электромеханического элементарного реле и может служить основой предохранительного реле.

Что отличает стандартное реле от реле с принудительным управлением?

Проще говоря: в реле с принудительным управлением контактная группа имеет механическое соединение. В самом простом исполнении оно состоит из одного НЗ контакта и одного замыкающего контакта. Они оба соединены между собой, в течение всего срока службы, даже в неисправном состоянии, расстояние между контактами НЗ контакта должно составлять 0,5 мм. Это позволяет определять состояние замыкающего контакта через состояние НЗ контакта. Эта характеристика делает реле с принудительным управлением идеальной основой релейного модуля безопасности.

Как уже было упомянуто ранее, реле с принудительным управлением является важным элементом релейного модуля безопасности. В принципе, различают, с одной стороны, релейные модули безопасности, которые являются центральным логическим элементом внутри защитной цепи, и, с другой стороны, реле сопряжения, которые являются частью логического элемента.

Обычно релейные модули безопасности, оснащенные элементарными реле с принудительным управлением, можно найти в приложениях машиностроения с высокими требованиями. Они попадают под действие директивы ЕС по машинному оборудованию. Высокие требования означают, что запрос функции обеспечения безопасности происходит чаще одного раза в год. Начиная с уровня эффективности защиты PL c, обширная диагностика является преимуществом, которое отличает характеристики элементарных реле с принудительным управлением. При помощи механически связанных контактов необходимый уровень диагностики, то есть коэффициент диагностического покрытия, можно достичь с небольшими издержками. По этой причине реле с принудительным управлением используются в машиностроении.

Безопасные реле сопряжения для систем с низкими требованиями

Вторая категория релейных модулей безопасности — это безопасные реле сопряжения, которые преимущественно используются в перерабатывающей промышленности. В отличие от машиностроения, центральной логической схемой защитной цепи, как правило, является «Приборная система безопасности» (SIS). Система SIS существует параллельно «Распределённой системе управления» DCS, производственной системе, которая управляет процессом. Система SIS контролирует процесс и вмешивается только при наличии необходимой причины безопасности.

В защитной цепи безопасное реле сопряжения является частью логического блока. При определенных обстоятельствах от безопасного реле сопряжения можно отказаться. Если цифровой выход может использоваться для питания нагрузки и нет необходимости в гальванической развязке. В отличие от машиностроения большинство приложений перерабатывающей промышленности имеет частоту запросов к функции обеспечения безопасности менее одного раза в год (низкие требования). Из этого следуют другие требования к безопасным реле сопряжения, например, нет необходимости встраивать постоянную диагностику. Но современная тенденция направлена на то, чтобы увеличивать степень безопасности и готовности приложений и дальше, при этом предусматривая специфичные функции диагностики.

В перерабатывающей промышленности, относительно безопасных реле сопряжения, в настоящее время используют два различных варианта реле: безопасные реле сопряжения со стандартными элементарными реле и структурой 1oo3 и безопасные реле сопряжения с элементарными реле с принудительным управлением и структурой 1oo2. В отношении приложений «аварийного отключения» (ESD) структура 1oo2 или 1oo3 означает, что последовательно устанавливаются два или три элементарных реле. Каждый пользователь оборудования должен регулярно проводить обязательную контрольную проверку. При этом производится проверка функционирования всех использованных компонентов внутри защитной цепи. При этом реле с принудительным управлением обладают большим преимуществом. При помощи механически связанных контактов определяется состояние контакта нагрузки путем наблюдения за состоянием НЗ контакта. Это может происходить и в режиме эксплуатации при помощи встроенной диагностики. Если говорить кратко, то для проведения контрольной проверки безопасного реле сопряжения производится однократная коммутация цифрового выхода. Провести контрольную проверку стандартных элементарных реле не так просто. В большинстве случаев безопасное реле сопряжения демонтируется и каждое отдельное элементарное реле проверяется или заменяется новым.

При структуре 1oo2 по сравнению со структурой 1oo3 может быть гарантирована более высокая степень готовности оборудования. Вероятность отказа структуры 1oo2 меньше, поскольку в ней используется меньше компонентов, которые могут выйти из строя. Общий принцип можно проследить на изображении, на котором показаны структуры безопасности в соотношении напряжения между готовностью и безопасностью.