Das Sicherheitsrelais schaltet im Notfall Anlagen und Anlagenteile in der Prozessindustrie ab.

Das Sicherheitsrelais schaltet im Notfall Anlagen und Anlagenteile in der Prozessindustrie ab.Weidmüller

Funktionale Sicherheit ist nach der Norm EN/IEC 61508 dann gegeben, wenn das Risiko durch Sicherheitssysteme und organisatorische Maßnahmen auf ein tolerierbares Maß verringert ist. In diesem Fall kommen SIL-3-Relais zur Notfallabschaltung (Emergency Shutdown) zum Einsatz.

Einen solchen Vorgang gilt es nicht dauer­haft, sondern lediglich in Notfallsitua­tionen anzusteuern – höchstens einmal pro Jahr. Entsprechend genügt hier der Betrieb mit niedriger Anforderungsrate (Low-Demand-Mode). Aber auch die Betriebsart High-Demand-Mode (mit hoher Anforderungsrate) spielt eine zentrale Rolle bei der Herstellung funktionaler Sicherheit. Ein Beispiel hierfür sind Überfüllsicherungen von Tankanlagen, deren Steuerung ein permanenter Prozess ist. Das Sicherheitsrelais ist für beide Anforderungen geeignet. Der TÜV Nord zertifizierte das Gerät daher gemäß EN 61508 für die Sicherheitsstufe SIL3.

Doppelt sichert besser

In technischer Hinsicht setzt der Hersteller auf Bewährtes: So signalisieren Statusanzeigen die einwandfreie Funktion des Relais: Zwei gelbe LEDs für ‚Relay Output‘ (Sicherheitskreis) beziehungsweise ‚Monitor‘ (Überwachungskreis) erleichtern die Fehleranalyse. Im Ausgang des Sicherheitskreises sind drei Relais in Reihe geschaltet. Diese Schaltung sorgt für eine zuverlässige Trennung im Sicherheitskreis. Ein Problem beim Einsatz des Relais in prozesstechnischen Anlagen ist es, unterschiedliche Versorgungsspan­nungen abzudecken. Beispielsweise ist die Betriebsspannung von Backup-Systemen sehr hoch.

Die interne 5-A-Standardsicherung schützt vor Kurzschlüssen.

Die interne 5-A-Standardsicherung schützt vor Kurzschlüssen.Weidmüller

Deswegen hat der Hersteller sein Sicherheitsrelais zusätzlich mit einem Überwachungskreis (Monitorkreis) ausgestattet, der einen Weitspannungseingang hat und somit diese Anforderung abdeckt. So besitzt ein Gerät gleich zwei Funktionsbereiche: Neben der sicherheits­gerichteten Abschaltung (SIL3) sorgt es auch für eine galvanische Trennung von Feldsignalen im Bereich von 24 bis 230 V AC/DC und meldet diese an die übergeordnete Steuerung. Durch eine Spezialschaltung ist der Sicherheitskreis außerdem immun gegen Testimpulse, die üblicher­weise Distributed Control Systeme (DCS) einsetzen, um den Status der Signalkreise zu überwachen. Die maximal zulässige Schaltspannung beträgt 250 V AC/30 V DC, der maximal zulässige Schaltstrom ist auf 5 A begrenzt, den eine interne 5-A-Standardsicherung absichert. Die typische Ausschaltzeit liegt bei 14 ms, die Einschaltzeit bei 7 ms. Der Eingang des Sicherheitskreises weist folgende Werte auf: Nennsteuerspannung 24 V DC (±20 %) und 35 mA Stromaufnahme. Zum schnellen Vor-Ort-Austausch ist die Sicherung von außen zugänglich. Der Monitorkreis verfügt über einen Weitbereichs-Spannungseingang von 24 V AC/DC bis 230 V AC/DC und eine typische Einschaltzeit von 21 ms.

Das Sicherheitsrelais ist im Temperaturbereich von -25 bis 50 °C uneingeschränkt betriebsfähig. Die äußeren Abmessungen betragen 113,6 mal 22,5 mal 117,2 mm. Dadurch benötigt das Sicherheitsrelais nur wenig Platz auf TS-35-DIN-Tragschienen in Schaltschränken mit Schutzart IP20. Leiter im Querschnittsbereich von 0,14 bis 2,5 mm2 lassen sich via Schraubanschluss rüttelsicher anschließen.