Erkennt ein Sicherheitssystem einen gefährlichen Zustand, muss am Ende etwas Physisches passieren: Ein Ventil schließt, eine Pumpe stoppt, ein Alarm geht los. Die Ausgänge der Steuerung sind dafür meist nicht direkt geeignet. Dazwischen sitzt ein Sicherheitsrelais, das die Last schaltet und die Steuerung galvanisch vom Feld trennt. GM International (GMI) bietet dafür Relaisausgangsmodule bis SIL 3. In diesem Beitrag erklären wir, wofür man ein Sicherheitsrelais braucht, wie die GMI Module arbeiten und wie Sie die passende Ausführung finden.
Das Wichtigste in Kürze
- Relaisausgangsmodule zum Schalten sicherheitsrelevanter Stromkreise bis SIL 3 / SC 3
- Ausführungen für NE-Lasten, ND- bzw. F&G-Lasten oder beides
- Lastströme von 2 A (X1) über 5 A bis 10 A (D5290, D5291)
- Kompatibel mit der Impulsprüfung von DCS/SPS, ohne Flackern von Kontakten und LEDs
- Ausführungen mit Leitungs- und Lastdiagnose (LFD), Installation in Zone 2 / Div. 2
Wofür braucht man ein Sicherheitsrelais?
In Prozessanlagen überwacht ein Sicherheitssystem Druck, Temperatur, Füllstände oder Gaskonzentrationen. Stellt es eine Gefahr fest, muss es eine Sicherheitsfunktion auslösen. Die Digitalausgänge der Steuerung liefern dafür ein Signal, aber meist nicht die nötige Schaltleistung und keine Trennung zum Feldstromkreis. Das Sicherheitsrelais übernimmt beides: Es schaltet die Last und trennt Ein- und Ausgang galvanisch.
Weil das Relais Teil der Sicherheitsfunktion ist, muss es selbst für den geforderten Sicherheits-Integritätslevel (SIL) geeignet sein. GMI beschreibt seine Module als Relaismodule zum Schalten sicherheitsrelevanter Stromkreise bis SIL 3 für Hochrisikobranchen. Für den D5090 nennt GMI zum Beispiel ein SIL-Zertifikat von TÜV SÜD.
NE- oder ND-Last?
Die wichtigste Unterscheidung bei der Auswahl ist das Schaltprinzip der Last:
- NE (normally energized): Die Last ist im Normalbetrieb angesteuert. Die Sicherheitsfunktion wird durch Abschalten ausgelöst. So führt auch ein Ausfall der Ansteuerung in den sicheren Zustand.
- ND (normally de-energized): Die Last ist im Normalbetrieb aus und wird im Ernstfall eingeschaltet. GMI führt ND-Lasten zusammen mit F&G-Lasten (Fire & Gas, Brand- und Gaswarnanlagen).
Es gibt Module nur für NE-Lasten (z. B. D5090, D5290), nur für ND-Lasten (z. B. D5091, D5291) und Module für beide Arten (z. B. D5094, D5294).
So arbeiten die GMI Sicherheitsrelais
Der Eingang wird mit 24 V DC angesteuert, beim D5090 laut GMI im Bereich 21,6 bis 27,6 V DC und verpolungsgeschützt. Ausgangsseitig stellt der D5090 zwei Schließer bereit, die eine NE-Last an beiden Versorgungsleitungen trennen, dazu einen Öffner als Servicekontakt ohne SIL-Einstufung. Die Kontakte schalten laut GMI 5 A bei 250 V AC bzw. 250 V DC (ohmsche Last).
Viele Leitsysteme prüfen ihre Ausgänge mit kurzen Testimpulsen. Ein interner Schaltkreis sorgt laut GMI dafür, dass diese Impulse weder Kontakte noch LEDs flackern lassen. Bei D1092 und D5099 weist GMI darauf hin, dass die Kompatibilität mit bestimmten DO-Karten mit Impulsprüfung geprüft werden muss.
D5090S
D5294S mit LFD
D1092S
X1-NIS-RLO/EM-01-S
Praxisbeispiel aus den GMI-Angaben: D5294 mit Diagnose
Der D5294 schaltet NE- und ND/F&G-Lasten bis SIL 3. Seine 2+2 Schließer sind laut GMI parallel und dann in Reihe geschaltet, um Fehlauslösungen zu reduzieren und die Verfügbarkeit des Prozesses zu erhöhen.
Die Leitungs- und Lastdiagnose erkennt Kurzschluss und Unterbrechung von Leitung und Last, bei ein- und ausgeschalteter Last. Fehler werden an den DO der Steuerung gespiegelt und über einen Fehlerausgang gemeldet. Parameter lassen sich über Modbus RTU (RS-485) überwachen und einstellen.
Die passende Ausführung wählen
Bei IAM24 finden Sie Sicherheitsrelais aus drei GMI-Serien. Die Auswahl richtet sich nach Lastart, Laststrom, Diagnosebedarf und Bauform:
| Typ | Last | Strom | Besonderheit |
|---|---|---|---|
| D5090S | NE | 5 A | 2 Schließer + Servicekontakt, 12,5 mm breit |
| D5290S | NE | 10 A | 16 A Einschaltstrom |
| D5294S | NE oder ND/F&G | 5 A | LFD, Modbus RTU, 22,5 mm breit |
| D1092S | NE und ND | 3 A bei 125 V DC | Serie D1000, je ein SPST-Kontakt für NE- und ND-Last |
| X1-NIS-RLO/EM-01-S | NE | 2 A | Serie X1, Schleifentrennung, Anschlussplatine nötig |
Die Zusatznummern hinter der Grundtype kennzeichnen Varianten. Beim D5290 gibt es so Ausführungen für 48 V DC, 110 V DC, 115 V AC und 230 V AC, die genaue Angabe steht jeweils im Artikelnamen. Bei der Serie X1 steht EM für elektromagnetische Relais und SS für Halbleiterrelais. Für reine Signalaufgaben ohne SIL-Anforderung gibt es den D5099 mit einem Wechsler und geringem Ansteuerstrom unter 10 mA, für die Überwachung von Spannungssignalen den Transistorausfalldetektor D5093 für 24 bis 220 V AC/DC.
Gut zu wissen
- D5290 und D1092 sind laut GMI nicht für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch geeignet, etwa System-zu-System-Signalisierung oder die Ansteuerung von LEDs.
- Die X1-Module benötigen laut GMI eine spezielle Anschlussplatine. Feldgeräte lassen sich dort für Wartungsarbeiten über einen Steck-/Ziehmechanismus mit zwei Positionen trennen.
- D5090 und D5294 werden laut GMI auf eine 35-mm-Hutschiene oder eine Anschlussplatine montiert, mit steckbaren Schraubklemmen bis 2,5 mm².
Häufige Fragen
Was bedeutet SIL 3?
SIL steht für Safety Integrity Level, die Sicherheits-Integritätsstufe einer Sicherheitsfunktion. SIL 3 ist die höchste in der Prozessindustrie übliche Stufe. Welche Stufe ein Modul erreicht, steht bei den GMI Artikeln im Artikelnamen.
Wofür ist der Servicekontakt beim D5090?
GMI beschreibt den Öffner als Kontakt für Wartungszwecke. Er ist laut GMI nicht SIL-eingestuft und darf deshalb nicht für die Sicherheitsfunktion genutzt werden.
Was leistet die Leitungs- und Lastdiagnose (LFD)?
Beim D5294 erkennt sie laut GMI Kurzschluss und Unterbrechung von Leitung und Last und überwacht die Lastspannung, sowohl bei ein- als auch bei ausgeschalteter Last.
Dürfen die Module im Ex-Bereich eingesetzt werden?
Laut GMI ist die Installation in Zone 2 bzw. Division 2 möglich. Für den D5090 nennt GMI unter anderem ATEX- und IECEx-Zertifikate von DEKRA.
Das passende Sicherheitsrelais finden
Alle GMI Sicherheitsrelais der Serien D5000, D1000 und X1 auf einer Seite. Original GMI, Preise netto.
Alle Sicherheitsrelais ansehenAngebot für Mengen anfragenQuellen: GMI Produktseite D5090S, GMI Produktseite D5294S und Produktangaben von GMI (G.M. International). Allgemeine Erklärungen zu Sicherheitsrelais, SIL sowie NE- und ND-Lasten sind redaktionell von IAM24.
