Реле безопасности – это специализированные модули с гарантированным срабатыванием для предсказуемого перевода технологического оборудования в безопасное состояние при возникновении опасной ситуации: нажатии аварийной остановки, открытии защитной двери, пересечении световой завесы и т. п. В отличие от обычных промежуточных реле, они строятся на избыточной двухканальной архитектуре с функциями резервирования и самодиагностики, контролируют целостность входных цепей и исправность исполнительных элементов, предотвращают опасный самопуск и позволяют достичь требуемого уровня функциональной безопасности.
Необходимость применения реле безопасности определяется результатом общей оценки рисков согласно ГОСТ ISO 12100-2013 «Безопасность машин. Основные принципы конструирования. Оценки риска и снижения риска». Этот стандарт устанавливает системный подход к обеспечению безопасности машин на этапе проектирования.
Логическим продолжением этого стандарта является ГОСТ ISO 13849-1 «Безопасность оборудования. элементы систем управления, связанные с безопасностью. Часть 1. Общие принципы конструирования». Он детально описывает, как спроектировать систему управления, чтобы она была безопасной. Главная идея - количественно оценить надежность системы безопасности. Для этого вводит ключевое понятие – уровень эффективности защиты (Performance Level, PL). Выделяется пять ступеней надежности, где «a» - самая низкая, а «e» - самая высокая. Каждый уровень соответствует определенной вероятности опасного отказа в час (например, для уровня «d» вероятность отказа - одна десятимиллионная в час, или один отказ за 1141 год).
В этом же стандарте есть классификация элементов системы управления, связанных с обеспечением безопасности, по их устойчивости к неисправностям и последующему поведению при неисправном состоянии, достигаемая структурным построением указанных элементов и/или определяемая их надежностью. Выделено 5 категорий с подробным описанием требований к ним: B, 1, 2, 3, 4. Категория 4 (Cat. 4) – самый высокий уровень требований к архитектуре системы безопасности. Простыми словами, Cat. 4 – это система с резервированием и самоконтролем. Она спроектирована так, что никакой единичный отказ, а также большинство множественных отказов не могут привести к потере функции безопасности. Именно она позволяет достичь наивысшего уровня надежности PL.
Не обойтись и без ГОСТ Р МЭК 62061-2015. Это альтернативный подход к проектированию электрических, электронных и программируемых электронных систем управления, связанных с безопасностью. В нем вводится понятие уровня полноты безопасности (SIL). Если сравнить очень упрощенно, то ГОСТ ISO 13849-1 – это метод, больше ориентированный на электромеханику (реле, контакторы, простые датчики), а ГОСТ Р МЭК 62061 – это метод, предназначенный для сложной электроники (программируемые контроллеры, сложные датчики, частотные преобразователи). Уровень эффективности защиты (PL) и уровень полноты безопасности (SIL) – это, грубо говоря, одно и то же, но выраженное в разных единицах измерения. Как килограммы и фунты, например. В ГОСТ ISO 13849-1 есть даже таблица соответствия одного другому.
Если функция машины должна соответствовать уровню d или e полноты безопасности PL или SIL 2/3, то логика безопасности реализуется с помощью сертифицированных компонентов – в том числе реле безопасности. Типичные функции: аварийная остановка (E‑Stop), контроль защитных дверей и ограждений, интеграция световых завес и сканеров, работа с электромагнитными замками и пр. Такие модули востребованы в робототехнических ячейках, станках, прессовом и упаковочном оборудовании, на конвейерных линиях, в дерево- и металлообработке, логистике, пищевой и фармпромышленности. Другими словами, реле безопасности требуются везде, где высока вероятность травмирования человека.
Итак, мы выяснили, что самым высоким уровнем эффективности защиты (PL) является уровень «e», ему соответствует уровень полноты безопасности SIL3 и категория 4 (Cat. 4). Реле безопасности таких уровней защиты подойдут для самых требовательных систем безопасности. Именно таковыми являются реле Hongfa серии HFGA1.
В серии есть деление по функционалу и по конфигурации выходных контактов.
HFGA1/A (Базовый функционал). Это базовые реле для аварийной остановки и контроля защитных дверей с двухканальными входами и выбором автоматического/ручного сброса.
HFGA1/B (Базовый функционал + контроль пуска). Функционально близки к серии А, но сброс дополнен контролем пуска (start monitoring). Модуль отслеживает корректность использования кнопки «Пуск» и предотвращает её обход. Реле проверяет, что сигнал запуска был сначала снят (разомкнут), а потом подан (замкнут). Это исключает ситуацию, когда кто-то просто замкнул перемычкой клеммы запуска, чтобы постоянно держать реле во включенном состоянии.
HFGA1/C (Мультифункциональный вход) дополнительно позволяют подключать OSSD‑выходы световых завес, сигналы от безопасных ковриков и электромагнитных замков. Реализована логика и диагностика для этих устройств. Сброс - авто/ручной. Применения: интеграция световых завес/сканеров (OSSD1/OSSD2), ковриков безопасности
HFGA1/D (Мультифункциональный вход + контроль пуска) – то же самое, но сброс дополнен контролем пуска по аналогии с HFGA1/B. Подойдет для систем с активными безопасными датчиками (OSSD), где регламентирован ручной пуск с контролем
HFGA1/E (Управление в 2 руки) Специализированный модуль двухручного управления с контролем синхронности (окно одновременного нажатия до 0,5 с). Применения: прессы, штамповочные и иные операции, где требуется исключить возможность запуска одной рукой
Основные контакты (контакты безопасности) в реле Hongfa серии HFGA1 – нормально открытые, а дополнительный контакт (контакт состояния) – нормально закрытый. Минимальная конфигурация – 2 основных контакта. Максимальная конфигурация – 4 основных контакта + 1 дополнительный контакт. Если количества контактов недостаточно, то можно подключить дополнительный внешний модуль HFGA1/G, который добавит еще 4 основных и 1 дополнительный контакт.
Наиболее популярной конфигурацией реле безопасности Hongfa является HFGA1/A-3H1D-U24. Это модуль с базовым функционалом, тремя основными контактами, одним контактом состояния, возможностью ручного и автоматического перезапуска, отвечающее самым высоким стандартам безопасности.
Итак, реле безопасности – ключевой элемент функциональной безопасности машин. Они обеспечивают предсказуемый переход в безопасное состояние, контролируют исправность цепей и исполнительных элементов. Линейка Hongfa HFGA1 покрывает основные сценарии использования – от базовых аварийных кнопок до интеграции активных датчиков OSSD и специализированного двухручного управления. Конкретно HFGA1/A-3H1D-U24 – практичный выбор для базовых применений.
Техническая документация на всю серию HFGA1 доступна по ссылке на сайте АйДи-Электро. Заказать реле безопасности можно в каталоге на сайте shop.idelectro.ru.
