Relais de sécurité vs Relais standard : Explication des contacts guidés par la force

Mis à jour en juin 2026 Révisé par l'équipe technique de détection CCH

Relais de sécurité vs relais standard est, à la base, une question sur la défaillance, pas un exercice de spécification Les relais standard se contentent de commuter les circuits Les relais de sécurité ajoutent la redondance, l'autosurveillance et les contacts guidés par la force pour qu'un seul défaut caché ne puisse pas laisser une machine en danger Qu'une différence décide si un contact soudé maintient tranquillement un danger en vie, ou force la machine dans un état sûr.

Relais de sécurité vs Relais standard en un coup d'œil

La réponse courte : Un relais standard est un interrupteur Allumez-le, il lance quelques contacts Ensuite, un signal de faible puissance contrôle quelque chose de haute puissance, comme une lumière, un ventilateur, ou un démarreur En revanche, un relais de sécurité est un système de sécurité miniature et certifié Il fait tout ce qu'un relais standard fait, en plus il comprend des contacts redondants, des diagnostics internes qui surveillent son propre état constamment, et des contacts spéciaux guidés par la force pour détecter les pannes internes et empêcher la machine de fonctionner La différence entre un relais standard et un relais de sécurité est à peu près des“” de faible qualité ; c'est si un seul défaut invisible compromettra la sécurité.

Ce que fait réellement un relais standard (électromécanique)

Au coeur, le relais standard est un dispositif électromécanique L'excitation de la bobine crée un champ magnétique qui attire l'induit, ouvrant et fermant les contacts ; le relais de sortie suit juste la bobine Il fournit une isolation électrique entre une entrée de faible puissance et la charge de forte puissance qu'il commute, c'est donc le cheval de bataille de presque toutes les machines d'automatisation.

Il est utilisé pour contrôler les luminaires, les convoyeurs, les ventilateurs et les pompes, et un relais normal peut être utilisé à peu près n'importe où, sauf là où la sécurité humaine est en danger. Là où la protection est obligatoire, cette barre est fixée par celle de l'OSHA 29 CFR 1910.212 règle de gardiennage de la machine Les relais standard sont utilisés dans de vastes volumes, et le relais standard est disponible dans un réseau écrasant d'empreintes de pas et de valeurs nominales de tension ; un seul relais est capable de commuter beaucoup plus de puissance que le signal qui le pilote Pour la commutation tous usages, c'est l'option la plus économique.

Ce qui les limite est structurel : ils sont construits pour remplir une fonction à la fois, et n'ont pas de contrôles internes Un relais standard effectue sa tâche de manière fiable, jusqu'au jour où un contact tombe en panne et se ferme. À ce stade, il n'offre aucune indication à l'opérateur ou au personnel de maintenance - et il y a un danger silencieux qui n'attend que C'est bien pour de nombreuses applications, mais dangereux lorsque le danger est de déplacer des pièces à portée des personnes.

Qu'est-ce qu'un relais de sécurité, redondance, autosurveillance, contacts guidés par la force

Les relais standards et les relais de sécurité sont deux classes d'appareils distinctes Trois caractéristiques structurelles définissent un relais de sécurité qu'un relais standard n'a pas Premièrement, la redondance : deux relais indépendants, généralement étiquetés K1 et K2, portent la fonction de sécurité, donc aucun appareil n'est seul dans la ligne de commutation.

Deuxièmement, l'autosurveillance : les circuits de test intégrés comparent les deux canaux à chaque cycle, et l'appareil est utilisé pour surveiller si ses propres sorties abandonnent réellement lorsqu'elles sont commandées. Troisièmement, les contacts guidés par la force, la fonctionnalité qui rend les deux premiers dignes de confiance.

Ce principe de fonctionnement du relais de sécurité est simple : les relais redondants qui exécutent une fonction de sécurité et, via les contacts de sécurité, laissent tomber la charge à un état sûr dès l'apparition d'un défaut. Les relais de sécurité sont utilisés pour surveiller un dispositif de sécurité, et ces dispositifs de sécurité intégrés et cette redondance sont exactement ce qu'un relais standard ne peut pas être utilisé pour reproduire. La fonction d'un relais de sécurité est une détection de panne fiable et non un fonctionnement sans panne ; en cas de perte réelle de la fonction de sécurité, les dispositifs dotés de dispositifs de sécurité intégrés forcent un état sûr au lieu de rester silencieux.

Qu'est-ce qu'un contact guidé par la force dans un relais de sécurité ?

Dans un contact à guidage de force (entraînement positif), les contacts normalement ouverts et normalement fermés sont liés mécaniquement afin qu'ils ne puissent jamais tous deux occuper le même état à la fois. Si un contact normalement ouvert se ferme, le contact de surveillance lié normalement fermé est physiquement empêché de se fermer ; le circuit de surveillance voit le changement d'état qui ne s'est jamais produit, signale un défaut et refuse de permettre une réinitialisation, de sorte que le contact soudé ne peut pas se cacher.

Ingénierie du contrôle décrit le même principe : dans une conception guidée par force, si un contact de marque est soudé et fermé, les contacts de rupture ne peuvent pas se refermer. La construction à entraînement positif apparaît également dans les dépôts de brevets tels que HK1242047A1.

“Les clients nous demandent de prouver qu'un relais de sécurité est plus fiable qu'un bon relais standard Ce n'est généralement pas le cas, les deux peuvent souder un contact Le travail du relais de sécurité est de ne jamais échouer ; c'est de s'assurer que lorsqu'il échoue, la panne est visible et la machine s'arrête C'est ce que vous achètent les contacts guidés par la force et le deuxième canal.”

Ingénieur d'application, CCH Sensing

La différence fondamentale, point par point : un démontage en 12 points

Dans un relevé de relais de sécurité standard contre 12 points non disponible dans les brochures des fournisseurs, j'explore côte à côte ce qui sépare un relais de sécurité d'un relais standard. Ils multiplient leurs différences dans la pile entière de contacts en 12 points, utilisent les détails de cette analyse plutôt que des slogans, pour les choix individuels que vous ferez concernant chaque fonctionnalité de composant individuel.

Pourquoi un relais standard ‘ fonctionne ’ jusqu'à ce qu'il ne fonctionne pas, le test à défaut unique

Un relais ordinaire peut garder un circuit de garde en sécurité pendant des années et avoir l'air complètement inoffensif Là où il y a un risque n'est pas que ce soit peu fiable en général ; là où il y a un risque, c'est quand il échoue, rien ne vous parle de l'échec Comment décidez-vous facilement si ce risque compte ? la règle empirique est la règle de la seule question : Le test à défaut unique.

“Le mode de défaillance du manuel est le soudage par contact sous une charge inductive Disons qu'il y a un démarreur moteur de 7,5 kW ou un entraînement par ligne de mélange contrôlé par un relais régulier Chaque fois que l'entraînement s'éteint, un rebond inductif à travers l'arc de contact qui pourrait éventuellement le souder ensemble Lorsqu'il est commandé ‘ off ’, la bobine se déshabille, mais les contacts soudés ensemble restent fermés Le relais a deux sorties (ou un contact normalement fermé dont la sortie est détectée) mais celles-ci ne peuvent pas détecter le soudage pour donner une indication.” (Un ingénieur décrivant une défaillance sur Reddit r/PLC. Ceci décrit une situation où une soudure se produit, un deuxième appareil est nécessaire pour prendre la puissance de presse).29 CFR 1910.217) est explicite qu'une défaillance d'un seul composant ne doit pas empêcher l'arrêt.

“Les relais de sécurité d””empêchent cette soudure de devenir dangereuse.” Par liaison mécanique des contacts de sécurité guidés par la force, les deux contacts s'ouvrent à chaque fois Parce que les appareils lisent réellement chaque contact et se comparent à leur partenaire pour la conformité à chaque cycle, une soudure provoquera une condition d'erreur et l'unité empêchera les réinitialisations jusqu'à ce que la soudure soit adressée Comme en témoignent les retours CCH Field, la défaillance du contact soudé est la raison la plus fréquente pour un client de migrer d'une fonction de garde contrôlée par relais standard vers l'un de nos modules SR-Series Safety Relay.”

Quand avez-vous réellement besoin d’un relais de sécurité ?

Vous avez besoin d'un relais de sécurité chaque fois qu'une évaluation des risques selon la norme EN ISO 13849-1 ou la norme CEI 62061 nécessite un niveau de performance d ou e, ou SIL 2 ou 3, sur une machine pouvant causer des blessures. En dessous de ce seuil, un relais standard est correct. Ce qui décide vraiment de savoir si un défaut non détecté pourrait laisser un mouvement dangereux courir.

Quand faut-il utiliser un relais de sécurité ?

Vous aurez besoin d'un relais de sécurité lors d'une évaluation des risques EN ISO 13849-1 nécessite le niveau de performance d ou e, ou CEI 62061 SIL 2 ou 3.

Si l'évaluation des risques évalue votre situation à un PLr a, et que rien ne devrait se produire pendant un seul point de défaillance, vous n'avez probablement pas besoin d'un relais de sécurité Un portail de garde fermé qui n'expose personne à un mouvement dangereux lors de son ouverture, même si le circuit de maintien tombe en panne.

Ici réside la différence entre le battage médiatique et la réalité, vous aurez toujours besoin d'un relais de sécurité est un vrai“ Cela étant dit, une fois qu'un système présente un mouvement dangereux arrêtable aux gens, le Sélection basée sur les risques ISO 13849 mène habituellement la voie vers un relais de sécurité, car c'est le moyen le plus simple pour les ingénieurs de résoudre ce problème.

Réalité de câblage, simple ou double canal, K1/K2, commentaires

Le matériel ne délivre son niveau de performance nominal que s'il est correctement câblé. C'est là qu'un relais de sécurité et un relais standard divergent le plus visiblement sur le panneau.

Que signifient K1 et K2 sur un relais de sécurité ?

K1 et K2 sont les deux relais internes (ou directement commandés) qui forment les voies de sortie redondantes du relais de sécurité Chacun est capable d'ouvrir le circuit de sécurité par lui-même En interne le dispositif les compare constamment : si K1 et K2 l'un tombe soudé, l'autre reste soudé (le relais) le considère comme un défaut, ouvre les sorties, et empêche la réinitialisation.

En pratique le relais de sécurité détecte un défaut à l'instant où un contact se soude, et les équipes choisissent un relais de sécurité puisque cette visibilité est tout le point Ce recoupement entre K1 et K2 est ce qui donne au relais de sécurité sa tolérance à un défaut.

Un circuit monocanal a un chemin de fil à travers l'e-stop jusqu'au relais ; une rupture de détection et votre fonction de sécurité est perdue Un circuit bicanal exécute deux chemins indépendants, de sorte qu'un court ou un ouvert dans un chemin peut être recoupé contre l'autre Pour PL e, une entrée bicanal avec cross-monitoring est vraiment une nécessité c'est le seul moyen d'atteindre la tolérance mono-fault sans compromettre la fonction de sécurité Que l'architecture bi-canal est ce que EN ISO 13849-1 La catégorie 4 appelle à.

Dans un projet de distributeur CCH, 24 presses plieuses dans un atelier de production ont été installées ultérieurement d'une commande bimanuelle à relais standard à des modules de sécurité bimanuelle SR-TH. Parce que le câblage suivait des schémas bimanche imprimés avec EDM plutôt qu'un fichier de configuration PC, chaque module de 22,5 mm a été installé en moins de quatre semaines par machine, avec un temps de réponse typique de 100 ms, rapide, des swaps à faible coût à travers que de nombreuses machines sans outil logiciel Chaîne Voici pourquoi cela compte en pratique : un seul relais standard sur le même circuit bimanche n'a pas de chemin de rétroaction, donc un contacteur aval soudé serait resté caché.

Relais vs Relais de sécurité vs Contacteur vs PLC de sécurité, où chacun convient

“Retay de sécurité vs relais standard” n'est qu'un exemple d'une famille plus large. Comprendre où chaque composant s'applique empêche une mauvaise application d'un automate de sécurité pour un seul e-stop, ou la surutilisation d'un relais standard pour un robot gardé Cette carte place les options communes pour chaque groupe d'appareils.

En pratique, la frontière entre un relais de sécurité et un automate de sécurité est une question de quantité et de changement, les deux itinéraires étant validés ci-dessous CEI 62061 et EN ISO 13849-1. où un relais de sécurité est plus simple et moins coûteux, jusqu'à quelques canaux ou fonctions ne pose aucun problème, vous êtes au pays de l'automate de sécurité lorsque vous avez de multiples fonctions de sécurité, changeant fréquemment de logique ou des diagnostics riches qui nécessitent trop de câblage et de maintenance pour être implémentés dans quelque chose de moins polyvalent. Electromécanique, Solid-state et Reed décrivent tous la méthode de contact du relais ; Les relais de sécurité sont une architecture-redondance, surveillance et contacts forcés, pas une autre catégorie de relais. Rideaux lumineux de sécurité et d'autres dispositifs de sécurité de protection de zone sont généralement câblés dans des relais de sécurité du type suivant.

Une dernière distinction mérite d'être nommée : en sécurité des machines, un relais de sécurité industriel met hors tension les mouvements dangereux, un relais de sécurité des processus peut également être utilisé dans un système instrumenté de sécurité (SIS), signalant des conditions de panne normalement sous tension ou déclenchant un système lorsqu'un défaut hors tension est vu et signalé. Les circuits de sécurité industriels sur le sol de l'usine acheminent un arrêt d'urgence ou un interrupteur de porte de sécurité vers des modules de sécurité compacts. Au-delà de la différence visuelle entre un relais standard et un relais de sécurité (le boîtier jaune), le relais de sécurité de première génération est basé sur des relais individuels câblés dans une configuration redondante par le constructeur de la machine à la main Les relais modernes guidés par force mettent cette logique sur un dispositif de sécurité certifié.

Coût et durée de vie, pourquoi les relais de sécurité coûtent plus cher

Un relais de sécurité coûte matériellement plus cher qu'un relais standard, et la raison commence par la conformité Un relais de sécurité doit être conforme aux normes de sécurité telles que la norme EN ISO 13849-1 et CEI 62061 et atteindre les objectifs d'intégrité de sécurité une pièce à usage général n'a jamais à le faire ; un relais de sécurité est conçu et certifié de sorte que les relais de sécurité assurent que la sortie atteint un état sûr, et un relais de sécurité fournit une conformité PL/SIL documentée un relais standard ne supporte pas également la charge de certification et de test, c'est pourquoi un relais de sécurité nécessite un long cycle de conception et est plus coûteux par rapport à un relais standard Le matériel supplémentaire, les relais redondants, l'électronique de surveillance et la certification par un tiers, s'ajoute à la nomenclature, et les coûts d'installation et de câblage sont au top. Comme ancre en béton, une unité de référence à double-arrêt électronique à double canal largement utilisée, la quantité Pilz PNOZ X2.8 PNOZ X2.8 P, la quantité,8 P, a été répertoriée sur le marché ouvert 7 sur le panneau ouvert (7).

Mais le prix unitaire n'est qu'une pièce du coût total de possession sur cinq ans L'installation, le câblage, le coût d'un circuit défaillant (non détecté) finiront par apparaître Un relais de sécurité surveillé qui attrape un contacteur de soudage fera ce qu'un bon marché, banal, moins cher, ordinaire peut't. Être honnête standard, relais typique installé et fonctionnement coût de cinq ans est probablement seulement la moitié de celui d'un relais de sécurité surveillé, pas l'inverse.

Ce qui change, ISO 13849-1 :2023 et sélection de relais

En ce moment, la plus grande pression façonnant les décisions entre la norme et les relais de sécurité n'est pas les tendances du marché ; c'est la réglementation Pour 2023 une nouvelle norme est sortie 2023 un relais EN ISO 13849-1:2023 çà est la quatrième édition de la norme qui remplace la version 2015 par des mises à jour qui resserrent les spécifications requises pour les parties des systèmes de contrôle liées à la sécurité.

Pour l'ingénieur ou l'acheteur comparant les conceptions de relais standard et de relais de sécurité, cela renforce la simple conclusion selon laquelle afin de remplir la vérification requise pour les fonctions PL d ou PL e-, la solution d'architecture repose généralement sur le relais de sécurité guidé par la force.

Bien que nous devrions être francs ; tout le monde sur la planète n'est pas d'accord avec la révision de 2023. Nous avons vu le consultant en sécurité fonctionnelle Doug Nix plaider publiquement contre l'adoption de cette nouvelle norme dans sa forme actuelle, et en pratique, il y a un processus en cours pendant cette période de transition où de nombreux ingénieurs continuent de concevoir et de vérifier la machine à l'édition 2015 de la norme Ce qui compte pour le concepteur ou l'acheteur, que ce soit pour aujourd'hui ou pour la prochaine machine, c'est de vérifier exactement quelle édition le client/l'auditeur exige avant de finaliser les dessins En supposant que les chiffres les plus récents moyens approuvés soient un pari à ce moment, comme malgré l'édition standard est spécifiée, la méthodologie est vérifiée

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