強制導向繼電器

如今，強制導向繼電器已發展成安全領域一個不起眼但卻極其重要的角色。在強制導向繼電器在 1970 年代末期被研發出來之前，都是採用標準元件（例如輔助接觸器）作為安全關鍵應用的解決方案。德國的職業死亡事故多年來數目不斷減少。成功引入強制導向繼電器對此發展必然有正面的貢獻。

強制導向繼電器經常也被稱為安全繼電器，這是錯誤的。安全繼電器指的是功能完好的開關設備。強制導向繼電器則是機電基本繼電器的一種，可作為安全繼電器的基礎組件。

標準繼電器和強制導向繼電器之間有何不同？

簡而言之：強制導向繼電器中的接觸組件是以機械方式相互連接。最簡單的機型是由一個常閉接點和一個常開接點組成。這兩個接點相互連接，在整個使用壽命期間，常閉接點的間距必須保持為 0.5 mm，即使在受干擾的情況下也不例外。如此人員可以透過常閉接點的狀態來確認常開接點的狀態。這樣就使得強制導向繼電器成為安全繼電器模組的理想基本組件之一。

如上所述，強制導向繼電器是安全繼電器模組中的重要組件。原則上，我們會區分成作為安全鏈內中央物流元件的安全繼電器模組和作為物流元件一部分的耦合繼電器。

一般而言，配備強制導向基本繼電器的安全繼電器模組會用在機械製造領域的高要求應用中。這些應用必須符合機械指令的規定。高需求代表的是，一年中會出現超過一次對於安全功能的要求。對於安全性能等級 PL c 以上的應用應進行全面性的診斷，此時強制導向基本繼電器的特性便成為優勢。藉助強制導向功能，可以不費力地執行所要求的診斷，也就是診斷覆蓋率。強制導向基本繼電器也因此成為機械製造中不可或缺的元素。

用於低需求應用的安全耦合繼電器

第二種類別的安全繼電器模組是安全耦合繼電器，主要用於過程工業中。不同於機械製造，安全鏈的中央物流在大多數情況下都採用「安全儀錶系統」（Safety Instrumented System，簡稱 SIS）。一套 SIS 與用於控制過程的「分散控制系統」（Distributed Control System，簡稱 DCS）平行運行。SIS 系統主要監測過程，只有出於必要安全原因才會介入。

安全鏈中的安全耦合繼電器是物流單元的一部分。在特定情況下，可以捨棄使用耦合繼電器。只要數位化輸出端在不需要電氣隔離的情況下有能力運行負載。不同於機械製造領域，過程工業中大多數的應用對安全功能的請求率都低於每年一次（低請求）。因此對安全耦合繼電器有不同的要求，例如不一定要執行連續性診斷。相反地，目前的趨勢傾向於擴展特別診斷功能，以繼續提高應用的安全性和可用性。

在過程工業環境中所使用的安全耦合繼電器方面，目前主要分為兩種不同的繼電器：其一為採用標準型基本繼電器和 1oo3 結構的安全耦合繼電器，另一種則是採用強制導向元件和 1oo2 結構的安全耦合繼電器。而在「緊急停機」（Emergency-Shutdown）應用中，1oo2 或 1oo3 結構代表的是兩個或三個基本繼電器串聯連結。每個設備營運業者都必須定期執行強制性驗證試驗， 目的在於檢驗安裝於安全鏈內的元件是否功能健全。強制導向繼電器在此便具有極大優勢。藉助其強制導向功能可監測常閉接點的狀態，進而確定負載接點的狀態。而這也可以透過整合診斷在運行期間進行。簡單而言：在執行安全耦合繼電器的驗證試驗時，只需切換一次數位化輸出端。若是使用標準型基本繼電器，便無法如此輕鬆執行驗證試驗。在大多數情況下，必須擴建安全耦合繼電器，且必須對每個加裝的基本繼電器檢查其連續性，或用新的替換。

相較於 1oo3 結構，採用 1oo2 結構的繼電器可確保更高的系統可用性。由於 1oo2 結構使用較少會發生故障的元件，因此停運機率較低。對此，安全結構圖說明了「可用性和安全性之間的關係」。