Elektromechanische und Halbleiter-Relais Zweikampf ohne Sieger

Preisgünstig, zuverlässig und unverzichtbar - Halbleiter-Relais-Übersicht
Relais - preisgünstig, zuverlässig und unverzichtbar

Relais sind als Schaltstellen in der Industrie-Elektronik unverzichtbar. Als elektromechanische Variante sind sie preisgünstig, während die Solid-State-Typen aufgrund der Lebensdauerwerte ihre Anhänger haben. Einige interessante Produkte fasst diese Übersicht zusammen.

Es gibt seit Jahrzehnten die Diskussion in der Branche, ob Halbleiterrelais über kurz oder lang die elektromechanischen Relais in zahlreichen Applikationen ablösen werden. Seltsamerweise ist dieser Umbruch bis heute nicht eingetreten, zumal die elektromechanischen Relais technisch ausgreift sind und zugleich permanent weiterentwickelt werden. Die Solid-State-Pendants werden also weiterhin diesen Wettstreit offenhalten und ihn auch weiterhin nicht gewinnen. Eine Vielzahl an Produktneuerungen aus beiden Lagern wird im Folgenden mit den wichtigsten Eckdaten vorgestellt.

Viel Power, Low Profile

Die Firma Panasonic Electric Works gehört seit vielen Jahren zu den Großen in der Relaisfertigungs-Branche. Obgleich ausgereift, werden auch diese Schaltelemente permanent weiterentwickelt. Als gutes Beispiel hierfür brachte das Unternehmen mit dem Modell DW-HL zudem auch eine Low-Profile-Version des bewährten bistabilen 16-A-DW-H-Relais auf den Markt. Durch die auf 15,8 mm reduzierte Bauhöhe eignet es sich u.a. für die Gebäudeautomation sowie gleichermaßen für den neuen Markt des IoT, und zwar in Applikationen wie Smart Switches, Smart Sockets oder auch in Unterputzanwendungen. Als Aktor ist das DW-HL-Relais ebenfalls gut gerüstet, um in Bussystemen wie dem KNX-Bus, modernen LED- und Halogensystemen, aber auch in Jalousiemotoren, Magnetventilen und anderen elektrischen Aggregaten sicher zu schalten.

Das DW-HL-Relais schaltet zuverlässig 25.000-mal Einschaltströme von 117 A bei 240 V (AC) nach TV-8-Rating und Nennschaltleistungen bis 16 A/277 V (AC). Durch seine kompakte Bauform (24 mm × 10 mm × 15,8 mm) und die geringe Spulenverlustleistung von 200 mW bei der einspuligen Variante und 400 mW bei der zweispuligen Variante ist dieses Relais vielfältig einsetzbar. Vorteilhaft beim Eindesignen sind die 6 mm Luft- und Kriechstrecke zwischen Kontakt und Spule sowie die hohe Spannungsfestigkeit von 6 kV zwischen Kontakt und Spule. Die zulässige Stoßspannung beträgt sogar 12 kV.

 

Motoren mit einem Relais schützen

Im Zusammenhang mit der Firma E. Dold & Söhne wird heutzutage vielleicht nicht jeder Entwickler gleich an Relais denken. Das Unternehmen wurde 1928 von Emil Dold gegründet, und die ersten Produkte aus diesem Hause waren Relais in zahlreichen Ausführungen. Das Spektrum des Unternehmens ist über die Jahrzehnte breiter aufgestellt worden, fokussiert sich aber weiterhin auf Sicherheitsmodule und -systeme für die Industrieproduktion. Eine aktuelles sicherheitsrelevantes Modul sind die Thermistor-Motorschutzrelais MK 9163N ATEX (Bild 1) und MK 9003 ATEX, mit denen thermische Motorüberlastungen zuverlässig vermieden werden. Die Geräte der Varimeter-EX-Reihe überwachen und schützen mit Kaltleiterfühlern (PTC) ausgestattete Standardmotoren und explosionsgeschützte Motoren nach Richtlinie 94/9/EG.

Eingesetzt werden die nach der funktionalen Sicherheit bewerteten Geräte (EN 50495, EN 61508 und EN ISO 13849) auch unter schwierigen Bedingungen, beispielsweise in Anwendungen mit hoher Schalthäufigkeit, bei Schweranlauf oder bei behinderter Kühlung der Motoren durch verschmutzte Umgebung. Zu den wichtigsten Funktionen der Motorschutzrelais zählen die Übertemperaturerkennung, die Fühler-Drahtbrucherkennung sowie die Fühler-Kurzschlusserkennung. Erreicht einer der Fühler in der Fühlerschleife die Ansprechtemperatur, melden die Überwachungsgeräte über die Ausgangskontakte einen Fehler.

Das Thermistor-Motorschutzrelais MK 9003 ATEX in der Ausführung mit nullspannungssicherer Fehlerspeicherung speichert zudem die Fehlermeldung auch bei Netzausfall. Das Zurücksetzen der Fehlermeldung bei Spannungswiederkehr erfolgt dann über die Reset-Taste am Gerät oder über den Fern-Reset.

Für die funktionale Sicherheit

Mit der in Minden ansässigen WAGO Kontakttechnik hat man über Jahrzehnte hinweg vor allem eine Produktgruppe verknüpft: Steckklemmen in allen Größen und Formen. Mitte der Neunziger Jahre des vergangenen Jahrhunderts öffnete sich das Unternehmen dann für Automatisierungsmodule wie I/O-Systeme und damit auch für Relaismodule. Ein aktuelle Entwicklung innerhalb dieser Produktgruppe ist das Safety-Relaismodul 750-669/000-003 (Bild 2), das neben vier sicheren Relaisausgängen auch vier fehlersichere Digitaleingänge für zahlreiche Anwendungen enthält. Mit seinen vier potenzialfreien Ausgangskanälen schaltet das Safety-Relaismodul aus dem WAGO-I/O-System 750 hohe kapazitive und induktive Lasten bis 48 V AC bzw. 60 V DC. Zur Ausstattung gehören außerdem vier sichere Rückmeldeeingänge, die beispielsweise die Schaltzustände der Schützkontakte überwachen.

Das Relaismodul unterstützt einen Profisafe-konformen iPar-Server, der bei einem Gerätetausch die richtigen Parameter automatisch und sicher auf die neue Busklemme überträgt. Weitere Eigenschaften wie der Ausgangstrom von 6 A pro Kanal, Impulstromfestigkeit bis 30 A und der Summenstrom von 24 A bieten einen praktischen Mehrwert. Mit einer Breite von 48 mm lässt es sich zudem platzsparend auf der Tragschiene montieren.

Das Relaismodul ist einfach über die Steuerung auf Basis der Gerätebeschreibungsdatei konfigurierbar. Alle Eingänge lassen sich komfortabel mit der Software „WAGO-I/O-Check“ parame¬trie¬ren und dokumentieren. Neben Fehlerauswertungen wie Kurzschluss, Fremdspannung und Diskrepanz bietet das Relaismodul verschiedene Filterzeiten und Betriebsarten. Ein weiterer Vorteil ist der Zugriff auf diese Parameter ebenfalls durch das unterstützte „Tool Calling Interface“ (TCI), einer geeigneten Engineering Software.