So verkabeln Sie ein Sicherheitsrelais: Dual-Channel-Verdrahtungsdiagramm

Wissend So verkabeln Sie ein Sicherheitsrelais Handelt es sich meist um vier Klemmengruppen, Leistung, Eingänge, Zurücksetzen, und Ausgänge, gelandet, damit das Gerät Ihren Sicherheitseingang überwacht und die Maschine bei jedem Fehler in einen sicheren Zustand versetzt Kurz gesagt, es kommt auf vier Dinge an: Strom an die richtigen Klemmen bringen, Ihr Sicherheitsgerät auf den Eingangskanälen landen, den Rücksetzer verdrahten und die Rückkopplungsschleife auf der Ausgangsseite schließen Ein Sicherheitsrelais ist kein normales Relais mit Etikett, es ist ein Selbstkontrollgerät, das um zwei redundante interne Relais herum aufgebaut ist, die die Maschine in einen sicheren Zustand bringen, wenn etwas ausfällt Holen Sie die Verkabelung richtig und Sie haben einen Stromkreis, der seine eigenen Fehler auffängt; falsch verstehen und Sie einen einzigen Fehler, der sich hinter einem grünen Licht versteckt.

Aktualisiert im Juni 2026 · Bewertet vom technischen Team von CCH Sensing

Was ein Sicherheitsrelais tatsächlich tut, bevor Sie es verkabeln

Ein Sicherheitsrelais beobachtet eine Sicherheitseinrichtung, einen Not-Aus-Knopf, einen Stellwerksschalter, einen Sicherheitslichtvorhangund angeschlossene Maschinen in einen sicheren Zustand zwingt, wenn sich diese Vorrichtung öffnet oder wenn das Relais einen Fehler in sich selbst erkennt “Magie” lebt in zwei internen Relais, meist mit K1 und K2 bezeichnet, die in Redundanz mit kraftgeführten (positivgeführten) Kontakten verdrahtet sind.

Redundant bedeutet, dass die Sicherheitsfunktion sowohl durch K1 als auch durch K2 verläuft, zwei redundante Relais innerhalb eines Gehäuses; wenn eines ausfällt, stört das andere den Ausgang trotzdem ab Kraftgelenkt bedeutet, dass die normalerweise offenen und normalerweise geschlossenen Kontakte in jedem internen Relais mechanisch gebunden sind, so dass ein geschweißter Kontakt nicht über seinen Zustand liegen kann, das Relais die Meinungsverschiedenheit sieht und sich weigert, zurückzusetzen Diese Selbstüberwachung ist genau das, was normale Relais nicht leisten können, und es ist das Fehlerverhalten, das ISO 13849-1 Ziele, ein einzelner geschweißter Kontakt in einem gewöhnlichen elektromechanischen Relais kann eine Maschine laufen lassen, wenn sie angehalten werden soll Dieser Unterschied ist die ganze Grundlage von relaisbasierten Sicherheitskreisen.

“Der Fehler, den wir am häufigsten auf der Bank sehen, ist kein falscher Draht, es behandelt das Sicherheitsrelais wie ein Eiswürfelrelais. Die Leute verkabeln einen Kanal, überspringen die Rückkopplungsschleife und gehen davon aus, dass die grüne LED sie schützt. Der springende Punkt bei K1 und K2 ist, dass sich das Gerät bei jedem Zyklus als sicher erweist, nicht nur beim ersten.”

Anwendungsingenieur, CCH-Sensorik

Wenn wir auf unserer eigenen Bank bewusst einen Ausgangsschütz an einem CCH-Sicherheitsrelaismodul schweißen und dann einen Neustart fordern, hält der überwachte Rückkopplungspfad das Relais ab, die Schaltung wird nicht wieder mit Strom versorgt, bis der Fehler behoben ist. Dieses Verhalten ist die Trennlinie zwischen einer echten Sicherheitsvorrichtung und einem Relais, das lediglich wie eine aussieht. Bei einer von uns geprüften Roboterschweißzelle ist diese Unterscheidung genau der Grund, warum CCH Sensing-Ingenieure diese Module nach ISO 13849-1 PL e bewerten, denn das Relais muss sich bei jedem Zyklus als sicher erweisen, nicht nur bei der Installation Wenn Sie den vollständigen Vergleich wünschen, sehen Sie sich unseren Ausfall eines Sicherheitsrelais vs. Standardrelais.

Brauchen Sie tatsächlich ein Sicherheitsrelais?

Sie benötigen ein Sicherheitsrelais, wenn eine Risikobewertung einer Sicherheitsfunktion ein Leistungsniveau zuweist, das eine Einzelfehlertoleranz erfordert, Kategorie 3 oder 4 darunter ISO 13849-1:2023. Zu diesem Zeitpunkt ist ein einfaches Relais oder ein einzelner SPS-Eingang nicht mehr steuerungszuverlässig und nur ein spezielles Sicherheitsrelais oder eine Sicherheitssteuerung kann die vom Standard geforderte Redundanz liefern.

Das Leistungsniveau (PLr) selbst wird aus Schweregrad, Expositionshäufigkeit und Vermeidungsmöglichkeit abgeleitet; Die äquivalente Metrik unter IEC 62061 ist das Sicherheitsintegritätsniveau (SIL). Diese Bewertung bestimmt die Kategorie, die Sie erstellen müssen. Passen Sie diese Sicherheitsanforderungen daher fest, bevor Sie sich für Hardware entscheiden. In der Praxis ordnen CCH Sensing-Ingenieure die Risikobewertung einer Kategorie zuerst zu, einer internen Disziplin, die auf jahrelangen OEM-Maschinensicherheitsprojekten basiert.

Wann kann ich ein Sicherheitsstaffel überspringen?

Sie können ein Sicherheitsrelais überspringen, wenn die Risikobewertung auf einem niedrigen Leistungsniveau landet und ein Stoppfehler niemanden verletzen könnte. Ein Förderband, das das Produkt lediglich stoppt, ohne dass der Bediener eingreift, ist das klassische Beispiel. Unter Kategorie 2 kann ein Standardrelais oder ein einzelner SPS-Eingang die Anforderung erfüllen, sodass die Kosten für ein Sicherheitsrelais Ihnen nichts kaufen.

In dem Moment, in dem eine Funktion Verhalten der Kategorie 3 oder 4 benötigt, in dem ein einzelner Fehler nicht zum Verlust der Sicherheitsfunktion führen darf, ist dieser einfache Relais- oder SPS-Eingang nicht mehr steuerungszuverlässig. Allgemeine Maschinenschutzpflicht unter OSHA 1910.212, und Zuverlässigkeit der Druckstromsteuerung unter OSHA 1910.217, Sind die Arten von Verpflichtungen, die eine Funktion in Richtung eines dedizierten Sicherheitsrelais treiben Nicht sicher, wo Ihre Funktion landet? Führen Sie die Zahlen mit unserem aus PL/SIL Kategorie Mapper oder lesen Sie die Leitfaden zur Auswahl der risikobasierten Sicherheit.

Die 4-Terminalgruppenkarte: Dekodieren Sie jedes Verdrahtungsdiagramm

Jeder Schaltplan des Sicherheitsrelais, unabhängig von der Marke, zerfällt in vier Funktionsgruppen Lernen Sie die Gruppen und Sie können einen Pilz PNOZ, einen Allen-Bradley GuardMaster MSR oder einen Siemens 3 SK-Endblock und die meisten veröffentlichten Verkabelungsbeispiele lesen, ohne sich Teilenummern zu merken Wir nennen das Karte der 4-Terminalgruppe.

Ein praktischer Hinweis zur Benennung: Ausgangskontakte sind bei allen Anbietern bemerkenswert konsistent, 13-14, 23-24 und 33-34 sind normalerweise offene Sicherheitskontakte und 41-42 ist das normalerweise geschlossene Hilfsgerät, ein Muster, das bei unzähligen Felddiagrammen bestätigt wird Eingabeterminals variieren stärker Bei einem Allen-Bradley-Dual-Input-Relais senden S11 und S21 das Testsignal aus und S12 und S22 empfangen es zurück, sodass das Sicherheitsgerät zwischen ihnen sitzt Bestätigen Sie immer die Eingabekonvention auf dem Datenblatt, bevor Sie ein einzelnes Kabel landen. In der Praxis wird bei der CCH Sensing der häufigste Feldfehlerfehlerfehlerfehlerfehler der Gruppe angenommen, dass nur ein anderer auf die falsche Nummerierung angewendet wird. ISO 13849-1 Dokumentation beginnt bei der Funktion, nicht bei der Teilenummer.

So verkabeln Sie ein Sicherheitsrelais Schritt für Schritt

Bei verstandenen vier Klemmengruppen ist das Verfahren an nahezu jedem Modul wiederholbar, Draht ein Sicherheitsrelais in sieben Schritten: Strom isolieren, A1/A2 mit Strom versorgen, die Sicherheitseinrichtung auf den Eingangskanälen landen, Betriebsart einstellen, Reset verkabeln, die Ausgänge an zwei Schütze anschließen, dann die Rückkopplungsschleife schließen und validieren Das ist der 7-stufige Sicherheitsrelais-Verdrahtungssequenz Wir verwenden als Bank Checkliste.

Wie sind Sicherheitsrelais verkabelt?

Sicherheitsrelais sind paarweise und in Reihe verdrahtet: Die beiden Kanäle der Sicherheitseinrichtung landen auf den Eingangsklemmen, die beiden redundanten Ausgänge des Relais treiben zwei Schütze an, die Spiegelkontakte der Schütze kehren zu den Rückkopplungsklemmen zurückJeder sichere Weg wird verdoppelt, so dass immer ein einziger Fehler eingefangen wirdDie sieben folgenden Schritte setzen diese Struktur in die Praxis um.

Beachten Sie, dass das Sicherheitsrelais in der Mitte des Stromkreises sitzt: ein Sicherheitseingang auf der einen Seite, ein überwachter Ausgang auf der anderen Seite und ein Reset, der sie miteinander verbindet. Diese Struktur ist identisch, unabhängig davon, ob Sie eine Schutzverriegelung oder eine vollständige Verriegelung verkabeln Maschinenschutz System. Für den breiteren Produktkontext ist unser Sicherheitsrelaismodule Seite und die Sicherheitsrelaismodule Führung Auswahl des Abdeckmoduls Bei einer typischen Nachrüstung der Produktionslinie führen CCH-Sensing-Ingenieure genau diese Reihenfolge aus, da das Überspringen von Schritt 7, der Rückkopplungsschleife, der einzige Fehler ist, der ein erstes Einschalten besteht, eine ISO 13849-1-Validierung jedoch später nicht besteht; Budget etwa 2030 Minuten pro Sicherheitsfunktion für Verkabelung und Test.

Einkanal- und Zweikanal-Eingangsverkabelung

Ihre größte Einzelverkabelungsentscheidung ist, wie viele Eingangskanäle ausgeführt werden sollen Ein Einkanaleingang führt die Sicherheitsvorrichtung durch einen Stromkreis; Ein Zweikanaleingang führt ihn durch zwei unabhängige, in Reihe geschaltete Schaltkreise, die beide geschlossen sein müssen, damit das Relais einen Ausgang liefert. Durch die Zweikanalverkabelung erkennt das Relais einen Kreuzfehler oder einen einzelnen gebrochenen Draht, die Grundlage für das Verhalten der Kategorien 3 und 4 ISO 13849-1.

In der Praxis verwendet fast jede geschützte Maschine einen Dual-Channel-Eingang. Zwei normalerweise geschlossene Kontakte eines E-Stopps sind so verdrahtet, dass durch Drücken der Taste beide Schaltkreise gleichzeitig geöffnet werden; wenn sich nur einer öffnet, markiert das Relais eine Kanaldiskrepanz und wird nicht zurückgesetzt. Das ist der redundante Eingang, der genau wie beabsichtigt funktioniert. Der Fehler, der Integratoren beißt, besteht darin, zweikanales Kabel zu betreiben, aber beide Kanäle von einer Quelle mit Strom zu versorgen, was die Fehlerüberschneidung verhindert; CCH Sensing weist dies bei jedem Kundenaudit darauf hin, da es ein Design der Kategorie 3 leise in Kategorie 1 zurücklässt, und das Relais kann die Diskrepanz innerhalb seines Gleichzeitigkeitsfensters von etwa 0,5 Sekunden nur auffangen.

Verkabelung des Resets: manuell, überwacht und automatisch

Bei der Neueinstellung der Verkabelung gehen gute Schaltkreise und gefährliche Verknüpfungen auseinander. Es gibt drei Optionen, und die Auswahl richtet sich nach dem Standard, nicht nach der Bequemlichkeit. Verwenden Sie die Kanal-und-Reset-Entscheidungsraster Verkabelung an die Anwendung anzupassen.

Warum ist das so wichtig? denn ISO 13850:2015 Verlangt, dass das Zurücksetzen der Not-Aus-Funktion nicht von selbst die Maschine neu starten darf Ein überwachter manueller Reset befriedigt dies, indem er die fallende Kante erkennt, wenn die Taste losgelassen wird, eine kurzgeschlossene oder verklemmte Reset-Taste kann einen Reset nicht fälschen In der Praxis setzt CCH Sensing standardmäßig Schutzzonen-Konstruktionen auf überwachten Reset, eine hauseigene Regel, die durch jahrelange Feldnachrüstungen geprägt ist Feldingenieure lernen dies auf die harte Tour: Jedes Relais auf automatischen Reset “zustellen, um eine Taste zu speichern” ist ein klassischer Fehler, der den Neustartschutz leise aufhebt.

Verkabelung der Ausgangsseite: Schütze, Feedback und die geschweißte Kontaktfalle

Die Ausgangskontakte eines Sicherheitsrelais sind signalfähig, nicht motorisch bewertet Sie sind dafür ausgelegt, die Spulen zweier Außenschützer zu schalten, die wiederum den Motor schalten Die meisten Relais geben Ihnen aus genau diesem Grund zwei oder drei unabhängige Kontaktsätze Das ist der Rückkopplungsfalle für geschweißte Kontaktoren: der Misserfolg, den die meisten Anfänger nie planen.

Sollten Sicherheitsrelaiskontakte direkt 3-Phasen-Stromschalten?

Nr. Niemals Motorstrom durch die Ausgangskontakte des Relais laufen lassen Mit den Sicherheitsausgängen (13-14 und 23-24) die Spulen zweier Schütze antreiben, KM1 und KM2 nennen, und diese Schütze die Drehstromlast umschalten lassen Zwei Schütze, nicht einer, so dass ein einzelner geschweißter Satz noch eine zweite Vorrichtung zum Stromkreisbrechen verlässt.

Was passiert, wenn ein Motorschütz geschlossen schweißt?

Bei der Rückkopplungsschleife verdrahtet wird ein geschweißter Schütz bei der nächsten Anforderung: Das Relais sieht die Uneinigkeit zwischen befohlenem und tatsächlichem Schützzustand und bleibt aus Ohne die Schleife speist der geschweißte Schütz den Motor weiter und der Bediener hat keine Warnung, denn das grüne Licht ist noch eingeschaltet Deshalb ist die externe Geräteüberwachung auf Schaltkreisen der Kategorie 3/4 nicht optional.

Bei einer von uns gewarteten Abkantpresse hatte ein einzelner geschweißter Schütz den Stößel wochenlang hinter grünem Licht versorgt, weil niemand die Rückkopplungsschleife verkabelt hatte; CCH-Sensoringenieure behandeln EDM mittlerweile als Pflicht bei jedem PL d- oder höheren Build unter ISO 13849-1Eine Regel verdient im Feld, auf unserem hauseigenen Prüfstand und über Jahre der OEM-Inbetriebnahme Spiegeln Sie den Fehler an einem SPS-Ausgang oder Indikator, wenn Sie möchten, dass Wartung es sieht, aber halten Sie dieses Signal aus dem Sicherheitspfad.

Arbeitsbeispiel: Verkabelung eines E-Stops über ein Sicherheitsrelais

Hier ist die gesamte Schaltung, Terminal für Terminal, für einen Zweikanal-Notstopp, der einen Motor durch zwei Schütze antreibt, die gebräuchlichste Sicherheitsrelaisverkabelung, die Sie bauen werden. Es sind die CCH-Sensing-Drähte auf der hauseigenen Bank für OEM-Kunden, denn ein konkret bearbeitetes Beispiel schlägt jedes Mal ein generisches Diagramm; Jahrelange Panel-Builds haben es zu unserer Standard-E-Stop-Vorlage gemacht.

• ✔ Macht:24 V Gleichstrom bis A1, 0 V bis A2.
• ✔ Kanal 1:Erster normal geschlossener Kontakt der E-Stopps zwischen S11 und S12.
• ✔ Kanal 2:Zweiter normalerweise geschlossener Kontakt der E-Stopp-Anlage zwischen S21 und S22.
• ✔ Zurücksetzen + Feedback:Reset-Taste plus die Serienspiegelkontakte von KM1 und KM2 über S33-Hit34.
• ✔ Ausgänge:13-14 zur KM1-Spule, 23-24 zur KM2-Spule.
• ✔ Belastung:KM1 - und KM2-Hauptkontakte in Reihe speisen den Drehstrommotor.
• ✔ Status:41-42 (NC) an einen SPS-Eingang nur zur Anzeige, niemals als Sicherheitspfad.

Drücken Sie den E-Stopp und beide Kanäle öffnen sich, K1 und K2 fallen ab, beide Schütze lösen sich, und der Motor stoppt Lösen und Zurücksetzen, und das Relais aktiviert nur dann wieder, wenn die Rückkopplungsschleife bestätigt, dass sich beide Schütze tatsächlich geöffnet haben Diese Schaltung richtet sich aus mit ISO 13850:2015 Für die E-Stop-Funktion und mit den elektrischen Praktiken in IEC 60204-1 für die Maschinenverkabelung.

Testen, Inbetriebnahme und Fehlerbehebung

Wie testen Sie ein Sicherheitsrelais?

Validierung ist Teil der Verdrahtung, kein nachträglicher Einfall Arbeite die einzelnen Sicherheitsfunktionen der Reihe nach durch: Trigger des Geräts, bestätigter Abfall der Ausgänge, dann bestätigter tatsächlicher Stopp der Maschine Ein Sicherheitsrelais überwacht seine Kanäle kontinuierlich, so dass die Diagnose-LEDs des Relais deine erste Lektüre dessen sind, was es sieht.

• ✔ Betreiben Sie jede Sicherheitseingabe und überprüfen Sie, ob beide Kanäle reagieren. Eine Einkanalantwort bedeutet einen Fehler oder eine Fehlleitung.
• ✔ Bestätigen Sie, dass die Ausgangskontakte geöffnet sind und die Schütze bei jedem Bedarf freigegeben werden.
• ✔ Simulieren Sie einen geschweißten Schütz, indem Sie einen Spiegelkontakt offen halten; Das Relais sollte das Zurücksetzen verweigern.
• ✔ Lesen Sie die LED-Fehlercodes anhand des Handbuchs, um Kreuzfehler und Kanaldiskrepanzen zu lokalisieren.

Häufige Fehler, die ein Sicherheitsrelais erkennt und meldet, sind ein Kreuzfehler zwischen den beiden Eingangskanälen, ein geschweißter Ausgangskontakt, eine Kanaldiskrepanz (ein Eingang wird geschlossen, während der andere offen ist) und ein Gleichzeitigkeits-Timeout, wenn sich der Zustand der beiden Kanäle nicht ändert innerhalb des erlaubten Fensters. Jeder davon ist eine Verkabelungsgeschichte, ebenso wie eine Gerätegeschichte. Die meisten “das Relais wird nicht zurückgesetzt”-Aufrufe führen zu einer Rückkopplungsschleife zurück, die nie geschlossen wurde. Im Feld budgetieren die Ingenieure von CCH Sensing einen vollständigen Funktionstest pro Sicherheitsfunktion, da ein ungetesteter Kanal die Hauptursache für die meisten “am Montag”-Ausfälle ist; Auf dem Fehlerstand, den Fehler „Wir fehlerbehandeln”, reagieren wir absichtlich jeden Kanal, um zu bestätigen, reagiert und die Protokolle ISO 13849-1.

Branchenausblick: Von diskreten Relais bis hin zu konfigurierbarer Sicherheit

Diese oben genannten Verdrahtungsgrundlagen sind stabil, Terminalgruppen, Dual-Channel-Eingänge und externe Geräteüberwachung haben sich nicht geändert und werden es auch nicht ändern, ist die Architektur, die Sie wählen, bevor Sie einen Draht aufnehmen, Mit zunehmender Anzahl an Sicherheitsfunktionen auf einer Leitung wird die Punkt-zu-Punkt-Diskrete Relaisverkabelung zum teuren Teil, um sie zu installieren und, schlimmer noch, später zu modifizieren. Bei jedem neuen Bau ist es praktisch, sich zwischen diskreten Relais und einer konfigurierbaren Plattform im Voraus zu entscheiden, denn das Nachziehen des Drahtes nach der Inbetriebnahme kostet weitaus mehr als die richtige Auswahl auf Papier.

Zwei Schichten treiben diese Entscheidung voran Konfigurierbare Sicherheitsrelais, Sicherheitsregler und Sicherheits-SPS ersetzen einen Stapel von Einzelfunktionsrelais durch ein softwaredefiniertes Gerät, tauschen die Verkabelung gegen Konfiguration ein und verwandeln ein fest verdrahtetes Sicherheitssystem in ein programmierbares. Und IO-Link Safety (standardisiert als IEC 61139-2 und jetzt unter anderem von Pilz, Phoenix Contact und SICK angeboten) führt sichere und standardmäßige Signale über ein einzelnes Kabel zu Feldgeräten, was eine verteilte Sicherheit ermöglicht, die die Punkt-zu-Punkt-Läufe schneidet, die ein Dutzend diskrete Sicherheitsleitungen dominieren, ist immer noch die günstigste und transparenteste Wahl für eine Leitung mit mehreren Dutzend konfigurierbaren Verbindungen. ISO 13849-1 Gilt so oder so Marktanalysten prognostizieren ein stetiges Wachstum der Hardware für die funktionale Sicherheit im Laufe des Jahrzehnts, aber diese Zahl ist Hintergrund; Die Entscheidung, die Ihr Panel betrifft, ist Architektur vor dem Kabel, nicht die Größe des Marktes.

Häufig gestellte Fragen