通過以PSR Mini命名產(chǎn)品的菲尼克斯公司提供系列安全耦合繼電器，它們不僅具有外形尺寸上特別窄形的優(yōu)點(diǎn)，而且同樣能滿足行業(yè)的要求。在耦合或編組層級上正確選擇裝配模塊取決于不同標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)除了考慮到技術(shù)參數(shù)外，還包括技術(shù)設(shè)備的合規(guī)應(yīng)用、所遵循的標(biāo)準(zhǔn)、必要的診斷功能以及可能的特殊環(huán)境條件。在很多工程項(xiàng)目中，必要安裝空間的需要起到一個很關(guān)鍵作用。為了能夠滿足過程技術(shù)應(yīng)用中各種不同的要求，菲尼克斯公司開發(fā)了一個專屬的產(chǎn)品家族，該產(chǎn)品家族由具有SIL3資質(zhì)認(rèn)證，完全適用于該應(yīng)用領(lǐng)域的耦合模塊所組成。
一個適用于可用空間極為有限，造型特別窄的耦合繼電器系列
占空和時(shí)間一直被視為重要的基本條件，這在工業(yè)應(yīng)用的計(jì)劃和方案設(shè)計(jì)時(shí)具有重要意義。尤其是在過程工業(yè)領(lǐng)域經(jīng)常出現(xiàn)具有相對較高通道密度的應(yīng)用，正因?yàn)槿绱耍芏嘣O(shè)備使用方要求采用有SIL3認(rèn)證的較窄外形的耦合繼電器。開發(fā)新型耦合繼電器產(chǎn)品系列的前提條件是成功地實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制操縱的自力觸頭型繼電器的小型化。
短路強(qiáng)度高且功耗小
這種自行開發(fā)的自力繼電器只有6?mm寬，卻具有與傳統(tǒng)強(qiáng)制操縱自力繼電器相同的功率參數(shù)， 它的常開觸頭最大持續(xù)工作電流達(dá)6?A，使它具備了可靠控制大負(fù)載的能力。另外經(jīng)優(yōu)化的負(fù)荷觸頭還具備很高的短路強(qiáng)度，同時(shí)其驅(qū)動系統(tǒng)的具有專利的工作原理也使得功耗降低。
圖1 自行設(shè)計(jì)的自力式繼電器的構(gòu)造
此外開發(fā)團(tuán)隊(duì)在該自力繼電器的可靠性上投入了很大精力。通過一個堅(jiān)實(shí)的鋼質(zhì)彈簧在整個使用壽命內(nèi)保證了恒定的觸頭壓力。對稱結(jié)構(gòu)的磁力系統(tǒng)表明其堅(jiān)固性可以耐受任何機(jī)械負(fù)荷。冗余設(shè)計(jì)的診斷觸頭同樣也幫助提高了可靠性。除此之外該繼電器還遵守相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，能夠應(yīng)用到防爆級別Ex-Zone 2的場所。
在該強(qiáng)制操縱自力繼電器開發(fā)過程中面對各種特殊的挑戰(zhàn)只有通過一個精通專業(yè)知識，經(jīng)驗(yàn)豐富的團(tuán)隊(duì)才能有所突破。以可靠性要求非常高的汽車制造業(yè)的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，例如基于斷裂力學(xué)定則的應(yīng)用和航空電子的強(qiáng)度理論，開發(fā)團(tuán)隊(duì)成員設(shè)計(jì)出了這一專利繼電器方案。最終，這款強(qiáng)制操縱自力式繼電器獲得TUV Rheinland和VDE的批準(zhǔn)。根據(jù)菲尼克斯的高標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量要求，為了滿足所要求的加工精度，整個自力繼電器的生產(chǎn)包括所有單個零件全部由公司包攬。
安全系統(tǒng)可滿足各種安全功能，除符合關(guān)于安全關(guān)斷的條款以外，對現(xiàn)場設(shè)備以安全為導(dǎo)向的合閘通電的要求也越來越高。這兩個功能決定了一個獨(dú)立的結(jié)構(gòu)以及有根本區(qū)別的各個不同組件的選擇，尤其是當(dāng)涉及以安全為出發(fā)點(diǎn)的電路切斷的應(yīng)用時(shí)，要使用到菲尼克斯公司自行開發(fā)且為目前市場上最窄的強(qiáng)制操縱自力式繼電器。根據(jù)EN 50205可知，強(qiáng)制操縱的特點(diǎn)在于，一個繼電器的常閉和常開觸頭任何時(shí)候都不允許同時(shí)處在閉合狀態(tài)。這可通過觸頭的一個機(jī)械關(guān)聯(lián)，即所謂強(qiáng)制操縱來實(shí)現(xiàn)，在觸頭熔連的情況下也不例外。
圖2 從傳感器到執(zhí)行器的持續(xù)診斷
潛在錯誤的快速反饋
由于關(guān)系到安全功能，診斷也越來越重要，一方面影響到標(biāo)準(zhǔn)化所規(guī)定的單個模塊的功能檢測耗費(fèi)時(shí)間，另一方面該繼電器在某些場合中的一定條件下是有效力的。在這種場合新一代耦合繼電器成為標(biāo)桿。通過運(yùn)用例如測試脈沖或者持續(xù)電流測量安全控制系統(tǒng)能夠監(jiān)視到自身的數(shù)字輸出端從傳感器起直到執(zhí)行器為止的整個回路。如果在所連接的安全繼電器內(nèi)部有閉合的負(fù)荷觸頭發(fā)生粘連，則可以通過強(qiáng)制操縱的常閉觸頭得以識別。因?yàn)樵谥筝斎胱杩箷龃螅瑢?dǎo)致將不再滿足安全控制系統(tǒng)的預(yù)期值。這樣的反饋形式讓使用者節(jié)省大約90%的工作量。此外還不必配置更多的的硬件。根據(jù)使用的設(shè)備不同，這種反饋符合SIL資質(zhì)。這意味著，在6?mm寬的狹窄模塊上集成了兩項(xiàng)安全功能：通電回路安全斷開以及潛在錯誤的可靠反饋。
用于安全合閘通電的設(shè)備方面顯得尤其重要的是，確保現(xiàn)場儀表裝置的不間斷和完全診斷，因?yàn)樗鼈兺ǔＴ诖蠖鄶?shù)情況下處于切斷狀態(tài)， 而只在緊急情況下才合閘通電。這里“完全”的意思是指從傳感器直到執(zhí)行器的無縫診斷。為此在模塊上輸入和輸出側(cè)對于負(fù)載電壓及診斷電壓電源的斷線和短路都要進(jìn)行監(jiān)測。
適用于各種場合的資質(zhì)認(rèn)證
在過程工業(yè)領(lǐng)域經(jīng)常遇到嚴(yán)苛的環(huán)境條件，由于內(nèi)容廣泛的測試合格許可證的緣故使得屬于PSR Mini產(chǎn)品家族的安全耦合模塊能夠在超越標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用領(lǐng)域的其他場合使用。
根據(jù)ISA S71.04-1985所稱的G3兼容性就是一個例子，PSR Mini模塊能夠應(yīng)用在特別易致銹蝕的大氣環(huán)境中。通過經(jīng)調(diào)整的印刷電路板設(shè)計(jì)并且結(jié)合精細(xì)涂敷保護(hù)漆而實(shí)現(xiàn)該兼容性。除了取得IEC 61508 和IEC 61511的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證外，該安全耦合繼電器還提供IECEx以及Atex認(rèn)證，簡化了直至區(qū)間2中的一個應(yīng)用的分散式結(jié)構(gòu)。
通常情況下用于調(diào)試系統(tǒng)或設(shè)備組件所耗費(fèi)的時(shí)間過長，而排除接線錯誤所花時(shí)間往往占有很大比重，因此用戶可將產(chǎn)品系列PSR Mini的安全耦合繼電器與合適的端口載架加以組合。
圖3 VIP-IO-配置使得與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了插接
通過高效布線實(shí)現(xiàn)快速驗(yàn)收
模塊載架結(jié)合即插即用解決方案的優(yōu)點(diǎn)和具有模塊化開關(guān)設(shè)備技術(shù)特性的優(yōu)點(diǎn)得到高效的系統(tǒng)布線草案。在端口載架的機(jī)械式分離電路板上還提供了一個二極管退偶的電源接口可以利用。此外還有一個包括零電位觸頭的繼電器用于報(bào)告電源電壓的錯誤。此外所有相關(guān)參數(shù)和證書也可用于簡單的循環(huán)計(jì)算，方案制定和文件準(zhǔn)備。
在端口載架選項(xiàng)上還可提供VIP和IO兩種編組草案，從而做到匹配固定接線的裝配附件。端口載架的系統(tǒng)由兩部分組合而成：電路板和各自的模塊。它的優(yōu)點(diǎn)就在于，現(xiàn)存的接線在可能的設(shè)備更換時(shí)不必拆解下來，因?yàn)闊o需其他的預(yù)先接線連接即可將模塊插到指定的位置。通過一個相應(yīng)的編碼可避免模塊混淆出錯。
