Nehmen Sie Kontakt mit QJKH Company auf
Sicherheitsrelais vs. Sicherheits-SPS: Ein Leitfaden zur ersten Risikoauswahl
Sicherheitskontrollarchitektur
Sicherheitsrelais vs. Sicherheits-SPS: So wählen Sie die richtige Architektur
Auf einer kleinen Maschine kann eine Sicherheits-SPS mehr System sein, als die Anwendung benötigt Auf einer größeren automatisierten Leitung kann das Hinzufügen separater Relaisschaltungen nacheinander die Fehlersuche und -modifikation letztendlich schwieriger machen als die Sicherheitsfunktionen selbst.
Deshalb sollte die Wahl nicht mit einer festen Regel wie “zwei Sicherheitseinrichtungen bedeuten Relais, fünf bedeuten eine Sicherheits-SPS” beginnen. Entscheidend ist, wie viele Sicherheitsfunktionen die Maschine hat, wie diese Funktionen interagieren, wie verteilt die Ausrüstung ist und wie wahrscheinlich es ist, dass sich das System später ändert.
Keine der beiden Architekturen ist von Natur aus sicherer. Die Sicherheitsleistung der Maschine hängt von der vollständigen Funktion ab. Die Eingabegeräte über die logischen Endschaltelemente bis hin zum implementierten validierten Stoppverhalten.
Sicherheitsrelais
Was ist ein Sicherheitsrelais?
Ein Sicherheitsrelais ist ein Gerät zur Überwachung definierter Sicherheitseingänge und zur Steuerung sicherheitsrelevanter Ausgänge Typische Anwendungen sind Not-Aus-Schaltungen, Schutzschalter, Sicherheitslichtvorhänge und andere Schutzvorrichtungen, bei denen die erforderliche Logik relativ klar und stabil ist.
Herkömmliche Sicherheitsrelaisarchitekturen sind attraktiv, da ihre Signalwege in der Regel leicht verständlich, dokumentierbar und fehlerbehandelt sind, für eine Maschine mit einer oder mehreren unabhängigen Sicherheitsfunktionen kann diese Einfachheit bei Inbetriebnahme und Wartung von Vorteil sein.
Der Begriff Sicherheitsrelais Sollte jedoch nicht als Synonym für rein feste festverdrahtete Logik behandelt werden Konfigurierbare Sicherheitsrelais existieren ebenfalls und können programmierbare Funktionsblöcke, mehrere Sicherheitseingaben und flexiblere Logik bereitstellen Sie nehmen nützliche Mittelwege zwischen einem herkömmlichen dedizierten Relais und einer vollständigen Sicherheits-SPS-Architektur ein.
Am besten passen
Sicherheitsrelais sind im Allgemeinen am sinnvollsten, wenn die Sicherheitsfunktionen in ihrer Anzahl begrenzt sind, die Beziehungen zwischen den Funktionen einfach sind und zukünftige Änderungen voraussichtlich bescheiden ausfallen werden.
Sicherheitsplc
Was ist eine Sicherheits-SPS?
Eine Sicherheits-SPS ist eine programmierbare Steuerung, die für sicherheitsrelevante Steuerfunktionen entwickelt wurde. Abhängig vom System können Sicherheitseingänge, -logik und -ausgänge zentralisiert oder über die Maschine verteilt sein, während sie innerhalb einer gemeinsamen Sicherheitskontrollarchitektur verwaltet werden.
Dies wird nützlich, wenn eine Maschine über mehrere Sicherheitszonen, mehrere Betriebsmodi, koordinierte Schutzvorrichtungen oder Funktionen verfügt, die interagieren müssen. Die Diagnose kann auch detaillierter sein und Wartungsteams dabei helfen, zu erkennen, welche Eingabe, welcher Zustand oder welche Sicherheitsfunktion den Maschinenbetrieb verhindert.
Die zusätzliche Flexibilität geht mit zusätzlicher Engineering-Verantwortung einher Softwarekonfiguration, Änderungskontrolle, Zugriffsmanagement, Backups, Tests und Validierung werden alle wichtige Bestandteile der Aufrechterhaltung der Sicherheitsfunktion über die Lebensdauer der Maschine.
Eine Standard-SPS sollte nicht mit einer Sicherheits-SPS verwechselt werden. Eine Nicht-Sicherheitskontrolle kann Statusinformationen mit dem Sicherheitssystem austauschen, diese Kommunikation macht die Standard-SPS oder angeschlossene Nicht-Sicherheitseinrichtungen jedoch nicht zu einem Teil einer sicherheitsbewerteten Funktion, es sei denn, die Architektur wurde zu diesem Zweck entworfen und bewertet.
Am besten passen
Eine Sicherheits-SPS wird im Allgemeinen attraktiver, wenn die Anzahl der interagierenden Sicherheitsfunktionen, Betriebsmodi, Zonen und verteilten Geräte zunimmt.
Kernvergleich
Sicherheitsrelais vs. Sicherheits-SPS
Der Hauptunterschied besteht darin, wie viel Sicherheitslogik, Interaktion und Lebenszyklusflexibilität die Maschine benötigt.
| Entscheidungsbereich | Sicherheitsrelais | Sicherheitsplc |
|---|---|---|
| Architektur | Dedizierte oder funktionsorientierte Logik mit relativ direkten Input-to-Output-Beziehungen. | Programmierbare Logik zur Koordination mehrerer Sicherheitsfunktionen, -bedingungen und -zonen. |
| Komplexität | Gut geeignet für kompakte Systeme mit einer begrenzten Anzahl klar definierter Funktionen. | Wird attraktiv, wenn Funktionen interagieren oder die Maschine verteilt wird. |
| Diagnostik | Normalerweise unkompliziert, mit Details je nach Gerät und Schaltungsdesign. | Kann detailliertere Geräte-, Zonen- und Logikzustandsinformationen bereitstellen. |
| Änderungen & Erweiterung | Am besten dort, wo die Logik stabil ist und zukünftige Ergänzungen begrenzt sind. | Besser geeignet für Systeme, von denen erwartet wird, dass sie Funktionen, Zonen oder Sicherheits-E/A erhalten. |
| Lebenszyklus | Einfache Architekturen können das Engineering reduzieren und die Fehlerbehebung leicht nachvollziehen. | Mehr Engineering ist erforderlich, aber Software und Diagnose können größere Systeme vereinfachen. |
| PL / SIL | Nicht allein durch die Staffel bestimmt. | Nicht allein durch die Sicherheits-SPS bestimmt. |
Architekturbewertung
Neun Fragen, die Sie vor der Auswahl prüfen sollten
Es gibt keinen universellen Schwellenwert für die Geräteanzahl für den Wechsel von Sicherheitsrelais zu einer Sicherheits-SPS. Überprüfen Sie stattdessen die Sicherheitsfunktionen und den Maschinenlebenszyklus.
01
Wie viele Sicherheitsfunktionen werden benötigt?
Zählen Sie komplette Sicherheitsfunktionen und nicht einzelne Sensoren.
02
Interagieren die Sicherheitsfunktionen?
Wechselwirkende Zonen, Modi oder Maschinenzustände begünstigen häufig eine programmierbare Sicherheitslogik.
03
Wird sich die Logik ändern müssen?
Stabile Funktionen begünstigen einfachere Architekturen; Häufige Neukonfigurationen erhöhen den Wert der kontrollierten Programmierung.
04
Wie verteilt ist die Maschine?
Lange Leitungen, modulare Zellen und Remote-Sicherheits-E/A können die Verwaltung der einzelnen Relaisverkabelung erschweren.
05
Welche Diagnostik wird benötigt?
Entscheiden Sie, ob eine einfache Statusanzeige ausreicht oder eine detaillierte Geräte - und Zonendiagnose wertvoll ist.
06
Wer wird das System aufrechterhalten?
Passen Sie die Architektur an die Fähigkeiten, Software und Tools an, die dem Wartungspersonal zur Verfügung stehen.
07
Wie wahrscheinlich ist eine zukünftige Erweiterung?
Zusätzliche Zonen und Geräte können wiederholte Relaiszusätze letztendlich schwerer verständlich machen.
08
Wie wird die Validierung durchgeführt?
Jede Sicherheitsfunktion muss klar genug bleiben, um systematisch getestet und validiert zu werden.
09
Wie sieht der Maschinenlebenszyklus aus?
Erwägen Sie die Inbetriebnahme, Fehlerbehebung, Ersatzteile, Modifikation und Verlängerung sowie die anfängliche Hardware.
Sicherheitsrelais-Fit
Wenn ein Sicherheitsrelais normalerweise besser geeignet ist
Eine relaisbasierte Architektur funktioniert gut, wenn der Sicherheitsschaltkreis auf der elektrischen Zeichnung leicht zu verstehen und an der Maschine leicht zu testen ist.
Beispiel
Eine kompakte Verpackungs - oder Montagemaschine mit Not-Aus, einem Schutzkreis und einer Schutzvorrichtung kann wenig davon haben, sich sofort auf eine programmierbare Sicherheitsplattform zu bewegen.
- Die Logik ist stabil. Es ist unwahrscheinlich, dass sich die Sicherheitsfunktionen während der Lebensdauer der Maschine wesentlich ändern.
- Die Funktionen bleiben weitgehend unabhängig. Es gibt nur wenige Abhängigkeiten zwischen Zonen, Betriebsarten oder Maschinenzuständen.
- Die Einfachheit der Wartung ist wichtig. Direkte Signalpfade können ohne spezielle Programmiersoftware einfacher verfolgt werden.
Informationen auf Produktebene finden Sie unter Sicherheitsrelaismodule .
Sicherheits-SPS-Anpassung
Wenn eine Sicherheits-SPS normalerweise besser geeignet ist
Der Fall für eine Sicherheits-SPS erscheint normalerweise allmählich Eine Maschine erhält eine andere Zone, dann eine weitere Zugangstür, mehrere Betriebsarten und eine Remote-Sicherheits-E/A. Irgendwann kann es das Gesamtsystem schwieriger zu verstehen als einfacher machen, jede Funktion in einem separaten Relaiskreis zu halten.
Dies ist bei automatisierten Leitungen, modularen Zellen und Geräten üblich, von denen erwartet wird, dass sie sich im Laufe der Zeit ändern. Hier können koordinierte Logik und nützliche Diagnosen wichtiger sein als die Minimierung der Anzahl programmierbarer Komponenten.
-
Mehrere Sicherheitszonen
Mit unterschiedlichem Stopp- oder Neustartverhalten. -
Wechselwirkungsgeräte
Maschinenzuständen oder Betriebsarten verknüpft. -
Verteilte Sicherheit I/O
Über eine größere Maschine oder Linie. -
Erwartete Änderung
als Module oder Funktionen später hinzugefügt werden.
Der Kompromiss besteht in der zusätzlichen Verantwortung für Software, Backups, Zugriffskontrolle, Änderungsmanagement und Validierung.
Hybride Architektur
Sicherheitsrelais + Standard-SPS können eine praktische Kombination sein
Ein Sicherheitsrelais kann die sicherheitsrelevante Funktion ausführen, während eine Standard-SPS die normale Maschinensteuerung, HMI-Nachrichten und Nicht-Sicherheitsdiagnosen übernimmt. Der Status kann gegebenenfalls ausgetauscht werden, diese Kommunikation ermöglicht jedoch nicht die Sicherheitsbewertung der Standard-SPS.
Sicherheitsgerät
→
Sicherheitsrelais
→
Sicherheitsausgang / Maschinenstopp
Lebenszykluskosten
Vergleichen Sie die Kosten im gesamten Maschinenlebenszyklus
Der Hardwarepreis allein ist ein schlechter Vergleich. Die bessere Frage ist, welche Architektur für die eigentliche Maschine einfacher zu konstruieren, in Auftrag zu geben, zu warten und zu modifizieren ist.
- Hardware und Sicherheit I/O
- Engineering und Programmierung
- Panelverkabelung und Installation
- Inbetriebnahme und Prüfung
- Wartungstraining
- Ersatzteile und Ersatz
- Zeit der Fehlerbehebung
- Änderung und Verlängerung
Vermeiden Sie universelle TCO-Annahmen. Maschinenarchitektur, Arbeit, Software, Ersatzteile und erwartete Änderungen variieren zu stark, als dass eine generische Fünfjahreszahl zuverlässig wäre.
Validierung
Validierung und Dokumentation sind noch wichtig
Welche Architektur auch immer ausgewählt wird, die ausgefüllte Sicherheitsfunktion muss anhand ihrer festgelegten Anforderungen bewertet und validiert werden.
- Definieren Sie jede Sicherheitsfunktion und die erforderliche Risikominderung.
- Überprüfen Sie die Eingabe-, Logik- und Ausgabearchitektur.
- Komponentendaten und geltende Betriebsbedingungen bestätigen.
- Teststopp, Zurücksetzen, Neustart und relevantes Fehlerverhalten.
- Notieren Sie Software- oder Verkabelungsüberarbeitungen, die sich auf die Sicherheitsfunktion auswirken.
Häufige Missverständnisse
Vier Fehler, die Sie vermeiden sollten
“Eine Sicherheits-SPS ist automatisch sicherer als ein Sicherheitsrelais”
Nein. Die Sicherheitsleistung hängt von der vollständigen Sicherheitsfunktion ab und nicht nur davon, ob das Logikgerät programmierbar ist.
“Ein Sicherheitsrelais ist immer rein fest verdrahtet.”
Es gibt auch konfigurierbare Sicherheitsrelais, die einen Mittelweg zwischen dedizierter Relaislogik und vollständigen Sicherheits-SPS-Systemen schaffen.
“Eine Standard-SPS wird sicherheitsfähig, wenn sie an ein Sicherheitsrelais angeschlossen wird”
Nr. Statusaustausch ändert nichts an der Sicherheitsfähigkeit der Standard-SPS.
“Die PL - oder SIL-Bewertung eines Bauteils ist die Bewertung der Maschine.”
Die komplette Sicherheitsfunktion muss bewertet werden, einschließlich ihrer Eingaben, Logik, Ausgänge, Architektur und Implementierung.
FAQ
Häufig gestellte Fragen zu Sicherheitsrelais und Sicherheits-SPS
Wann sollte ich ein Sicherheitsrelais anstelle einer Sicherheits-SPS verwenden?
Ein Sicherheitsrelais passt oft an Maschinen mit einer kleinen Anzahl klar definierter, stabiler und relativ unabhängiger Sicherheitsfunktionen.
Wann lohnt sich eine Sicherheits-SPS?
Attraktiver wird es, wenn mehrere Sicherheitsfunktionen, Zonen, Betriebsarten oder verteilte Geräte interagieren müssen, oder wenn es auf eine detaillierte Diagnostik und zukünftige Erweiterung ankommt.
Ist eine Sicherheits-SPS sicherer als ein Sicherheitsrelais?
Nicht von Haus aus. Die erforderliche und erreichte Sicherheitsleistung muss für die vollständige Sicherheitsfunktion berücksichtigt werden.
Kann eine Standard-SPS mit einem Sicherheitsrelais verwendet werden?
Ja. Es kann normale Maschinensteuerung, Indikation oder Nicht-Sicherheitsdiagnose verarbeiten, während die sicherheitsrelevante Funktion innerhalb der entsprechenden Sicherheitsarchitektur bleibt.
Sollten die Kosten zwischen einem Sicherheitsrelais und einer Sicherheits-SPS entscheiden?
Kosten sind wichtig, aber allein der Hardwarepreis ist eine schlechte Entscheidungsregel. Auch Engineering, Verkabelung, Inbetriebnahme, Wartung, Erweiterung und zukünftige Modifikationen sollten berücksichtigt werden.
Referenzen
Referenzen und Quellen
- ISO 13849-1:2023 „Verwandte Maschinenteile - Sicherheit - Regelsysteme 1: Grundsätze für die Konstruktion. Offizielle Veröffentlichung der ISO →
- IEC 62061:2021 + AMD1:2024 + AMD2:2026 „Sicherheit von Maschinen und Anlagen. Funktionale. Offizielle IEC-Veröffentlichung →
- DGUV / IFA SISTEMA 13849-1 sicherheitsrelevante Maschinensteuerungssysteme unterstützen. IFA SISTEMA-Ressource →