Het veiligheidsrelais van Pilz

Veiligheidsrelais zijn componenten  die veiligheidsfuncties controleren en uitvoeren. Een dergelijke veiligheidsfunctie heeft als taak het in het kader van een gevaarlijke situatie bestaande risico door passende maatregelen tot een acceptabel niveau te reduceren. Dit kunnen veiligheidsfuncties zijn zoals:

• Noodstopknoppen
• Deurcontacten
• Lichtschermen
• Schakelmatten
• Tweehandenbediening

Veiligheidsrelais bewaken dus een specifieke functie;

Het samenstel van bijvoorbeeld een noodstopknop, een veiligheidsrelais en een afschakeling kunnen garanderen dat de totale bewaking van een machine gegarandeerd is.

Opbouw en functie

De veiligheidsrelais verschillen primair wat betreft de technologische opbouw:

• klassiek op basis van met contacten werkende relaistechniek
• met elektronische verwerking en potentiaalvrije uitgangen met contacten
• tot aan volledig elektronische relais met halfgeleideruitgangen

Veiligheidsrelais moeten altijd zodanig zijn opgebouwd dat – bij een juiste schakeling – noch een storing in het relais, noch een extern door een sensor of actuator veroorzaakte storing tot verlies van de veiligheidsfunctie kan leiden.

Bij een normaal relais worden een draadspoel en de mechanische beweging van de metalen contacten gebruikt om de belasting in en uit te schakelen. Na herhaalde schakelcycli kunnen de metalen contacten verkleven. Als dat gebeurt en de bediener de noodstopknop indrukt, zou de machine verder lopen. Daardoor zou een gevaarlijke toestand voor de bediener ontstaan. Veel nationale en internationale standaarden en veiligheidsnormen verbieden daarom het gebruik van eenvoudige relais of magneetschakelaars op gevaarlijke machines.

De typische opbouw van een veiligheidsrelais van de eerste generatie in de relaistechniek is gebaseerd op de klassieke combinatie van 3 magneetschakelaars. De redundante opbouw zorgt ervoor dat fouten in de schakeling niet tot het verlies van de veiligheidsfunctie leiden. Door twee relais in het veiligheidsrelais (K1, K2) met mechanisch gedwongen contacten worden de veilige schakelcontacten beschikbaar gesteld.

	Normaal relais van X In rusttoestand zijn de twee N/O contacten open. Dit om te voorkomen dat als de spanning van het veiligheidsrelais wegvalt de contacten gesloten zijn en er een onveilige situatie ontstaat. Het N/C contact is te gebruiken als meldcontact naar een bovenliggend systeem (om te melden wat de status is)
	Normaal relais van X Er is nu een sluiting ontstaan op één van de N/O contacten. Het andere contact schakelt gewoon terug en dit gebeurt ook met het N/C contact. Het bovenliggende systeem weet niet dat er een sluiting is geweest en dat het contact nog verbonden is. Er kan een onveilige situatie ontstaan!
	Veiligheidsrelais van Pilz Ook bij het veiligheidsrelais zijn de twee N/O contacten open. Het verschil met een normaal relais is dat de contacten mechanisch gedwongen zijn.
	Veiligheidsrelais van Pilz Er is nu een sluiting ontstaan op één van de N/O contacten. Er zou bij het uitschakelen verwacht worden dat het N/C contact terugschakelt. Dit is wel het geval bij een normaal veiligheidsrelais waardoor het bovenliggende systeem denkt dat het veilig is. Bij een veiligheidsrelais blijft hier altijd een afstand van 0.5mm of meer over en kan er geen terugmelding plaatsvinden!

De beide ingangscircuits CH1 en CH2 sturen telkens één van de beide interne relais aan. Een verder bewakingscircuit ligt tussen de aansluitpunten Y1 en Y2 (terugkoppelcircuit). Deze aansluiting dient voor de controle en positiebewaking van actuatoren die via de veiligheidscontacten van het veiligheidsrelais extern worden aangestuurd of uitgeschakeld: het veiligheidsrelais wil graag weten wat de status van het externe relais is. Het apparaat is zodanig opgebouwd dat het fouten in het ingangscircuit zoals het "verkleven" van een contact van de noodstopknop of van één van de veiligheidscontacten van het uitgangsrelais herkent: dit gebeurd door bijvoorbeeld een testpuls. Het veiligheidsrelais voorkomt opnieuw inschakelen van het apparaat en daarmee het activeren van relais K1 en K2.

Pilz heeft de PNOZ (Pilz Not Aus Relais, zwangsgeführt),  het eerste veiligheidsrelais ter wereld uitgevonden en is de kennisleverancier op gebied van veilige automatisering.

Iedere situatie vraagt om een andere oplossing. Zo heeft Pilz verschillende soorten veiligheidsrelais in het assortiment. Wanneer er meerdere veiligheidsfuncties om de hoek komen kijken kan het ook interessant zijn om een configureerbaar veiligheidsrelais toe te passen.

Een mooi voorbeeld hiervan is de PNOZmulti. Met standaard 20 digitale ingangen, 4 halfgeleider uitgangen en 2 relais uitgangen kan dit in veel gevallen een oplossing zijn. Het relais is eenvoudig te configureren door middel van een grafische software tool waarmee de klant naar eigen wens (veilige) logische schakelingen kan opbouwen die door de software gevalideerd zijn. Naar wens is het configureerbare relais uit te breiden met extra functionaliteit zoals extra in- en/of uitgangen (zowel digitaal, relais als analoog), stilstandbewaking en communicatie naar een bovenliggend systeem door middel van een bussysteem.