Sicherheitsrelais

Ein Sicherheitsrelais ist eine elektrische Sicherheitskomponente, die in Maschinen und Anlagen zur Überwachung bestimmter Sicherheitsfunktionen eingesetzt wird. Es handelt sich um ausfallsichere Geräte mit zwangsgeführten Kontakten, die auch dann noch funktionieren, wenn eine Komponente ausfällt.

Sicherheitsschaltgeräte sind typischerweise an Maschinen in Produktionsumgebungen zu finden, die über bewegliche Teile verfügen oder eine potenzielle Gefahr für das Bedienpersonal darstellen. 

Sie überwachen Not-Aus-Schalter und Not-Halt-Taster, Schutztüren, Lichtvorhänge bzw. Lichtschranken, Druckmatten, mechanische Verriegelungen und zeitverzögerte Sicherheitsfunktionen. Sicherheitsschalter überwachen den Zustand der einzelnen Komponenten und geben Rückmeldung darüber, ob sich ein Stromkreis in einem sicheren Betriebszustand befindet. In einem Sicherheitsstromkreis wird in der Regel eine Kombination aus verschiedenen Sicherheitskomponenten verwendet.

Sicherheitsrelais schützen sowohl die Maschine als auch den Bediener und vermeiden so eine kostspielige Wartung oder den Austausch von Geräten. Typische Funktionen sind die kontrollierte Unterbrechung einer Maschine oder eines Geräts, um deren Bewegungen sicher zu stoppen. Sie können auch als Notabschaltmechanismus eingesetzt werden, indem sie die Stromzufuhr zu bestimmten Systemen oder Geräten unterbrechen, die Position beweglicher Schutzeinrichtungen überwachen, deren Schließung während des Zugangs unterbrechen oder eine Notabschaltung durchführen.

Im Falle einer Gefahr arbeitet ein Sicherheitsrelais, um das Risiko auf ein akzeptables Maß zu reduzieren. Wird ein Fehler erkannt, leitet das Sicherheitsrelais eine sichere und zuverlässige Reaktion ein. Mehrere Sicherheitsrelais lassen sich zusammengeschalten, um ein System oder eine Maschine vollständig zu überwachen.

Elektromagnetisch

Eisenkerne, Spulen, Anker, Kontaktzungen und andere Komponenten bilden ein elektromagnetisches Relais. Ein bestimmter Strom fließt durch die Spule, solange an beiden Enden der Spule eine bestimmte Spannung anliegt. Der Anker überwindet die Anziehungskraft der Rückstellfeder und zieht sich an den Kern, wodurch der Anker dank der elektromagnetischen Kraft angetrieben wird. Der bewegliche Kontakt – in der Regel der Öffner – wird mit dem statischen Kontakt – dem Schließer – zusammengebracht. Die elektromagnetische Anziehungskraft verschwindet, wenn die Spule stromlos wird, und der Anker kehrt unter der Reaktionskraft der Feder in seine ursprüngliche Position zurück. Der bewegliche Kontakt und der ursprüngliche statische Kontakt werden dabei freigegeben.
 

Thermisch

Das thermische Reed-Relais ist ein neuartiger thermischer Schalter, der die Temperatur mithilfe von temperaturempfindlichen magnetischen Materialien erkennt und steuert. Das Gerät besteht aus einem Magnetring, der auf Temperaturschwankungen reagiert, einem konstanten Magnetring, einem Reed-Schalter, einer wärmeleitenden Montageplatte, einem Kunststoffsubstrat und verschiedenen anderen Komponenten. Die vom konstanten Magnetring erzeugte Magnetkraft treibt den Schaltvorgang des thermischen Reed-Relais anstelle der Spulenerregung an. Die Eigenschaften des temperaturempfindlichen Magnetrings entscheiden darüber, ob der Konstantmagnetring eine magnetische Kraft auf den Reed-Schalter ausüben kann.
 

Elektronisch

Sicherheitsrelais auf Halbleiterbasis sind ferngesteuerte Ein/Aus-Schalter mit vollständiger galvanischer Trennung von Eingang und Ausgang. Am Ausgang wird keine Stromversorgung benötigt. Die Verwendung eines solchen Relais ermöglicht die Steuerung eines Hochleistungssignals zum Beispiel von einem Mikroprozessor mit geringem Stromverbrauch und bietet gleichzeitig eine galvanische Isolierung zwischen dem logischen Teil der Schaltung und den Hochleistungssignalen.  Diese Isolierung bietet dem Benutzer Schutz vor elektrischen Schlägen und schützt die Elektronik vor Schäden durch Hochspannungsspitzen. Typische Einsatzgebiete sind Photovoltaik-Anlagen.