Das Sicherheitsrelais SCS 24V DC SIL3 aus dem Unternehmen Weidmüller, ein Modul der SAFESERIES, dient der funktional sicheren, notfallmäßigen Abschaltung (Emergency Shutdown) von Anlagen und Anlagenteile in der Prozessindustrie. Die Anforderungen aus der Norm für die funktionale Sicherheit EN/IEC 61508 werden erfüllt. Zum Schutz der empfindlichen Elektronik wird mittels eines speziellen Sprühverfahrens ein Schutz¬lack aufgebracht, so dass korrosive Stoffe wie Säuren, Salze oder Feuchtigkeit keine Chance haben. Um diesen Nachweis zu erbringen, hat das unternehmenseigene Labor das Sicherheitsrelais einen Monat lang ununterbrochen strömenden Schadgasen ausgesetzt. Die Schadgaskonzentration wurde dem ISA (Instrumentation Society of America ISA S71.04–1985), Level G3, angepasst und war somit wesentlich höher, als die Norm EN 60068 für den 4‑Komponenten-Schadgastest eigentlich fordert. Ein signifikanter Mehrwert für Applikationen wie Offshore- oder Chemieanlagen.
Ob Anlagen und Anlagenteile in der Prozessindustrie, Offshore-Anlagen wie Wind¬räder oder Ölplattformen – sie eint ein raues, widriges Umfeld. So sprüht salzige Gischt beständig gegen Windräder oder Ölplattformen, aber auch in der chemischen Industrie befinden sich in einzelnen Bereichen Spuren von Chlorgasen oder Schwefelwasserstoff in der Luft. Derartige Atmosphären sind Gift für metallische Werkstoffe, denn sie bewirken Korrosionsschäden mit konsekutivem frühzeitigem Produktverschleiß. Dies betrifft längst nicht nur Komponenten, die frei im Feld instal¬liert sind, auch der Schaltschrank bietet nicht immer Schutz vor äußeren Einflüssen. Sofern keine weiteren Schutzmaßnahmen vorgesehen sind, wie etwa eine Druck¬belüftung des Schaltschranks, dringt potenziell Luft ins Schaltschrankinnere – sie schleust korrosiv wirkende Stoffe wie Säure, Salz oder Feuchtigkeit mit ein.
Wenn Korrosion die Verfügbarkeit der eingesetzten Produkte reduziert, stellt dies insbesondere in Sicherheitssystemen eine ernstzunehmende Gefahr dar: Eine Pro¬duktbeschädigung senkt das geforderte Sicherheits-Integritätslevel (SIL) ab, dies kann bis zum kompletten Schutzausfall reichen – oftmals schleichend und unbe¬merkt. Das Unternehmen hat seine Sicherheitsrelais der SAFESERIES deshalb produkt¬seitig auf hohe Funktionalität und Schutz hin entwickelt und sie – vor dem Feldein¬satz – intensiven Tests unterzogen, die über das geforderte Maß hinausgingen.
Einsätze in G3-Umgebung vorbehaltlos möglich
Zum Schutz der empfindlichen Elektronik wird bei jedem Sicherheitsrelais mittels ei¬nes speziellen Sprühverfahrens ein Schutzlack in definierter und stets gleicher Stärke aufgebracht, der korrosiven Stoffe wie Säuren, Salze oder Feuchtigkeit nachhaltig widersteht.
Zudem hat das Weidmüller Labor die Sicherheitsrelais einen Monat lang, ohne Un¬terbrechung, diversen Schadgasen ausgesetzt. Durchgeführt wurde eine Mischgas¬prüfung in Anlehnung an die Norm EN 60068 – dem sogenannten 4‑Komponenten-Schadgastest. Die Schadgaskonzentration wurde dem ISA (Instrumentation Society of America ISA S71.04–1985), Level G3, angepasst und war somit wesentlich höher, als die Norm für den 4‑Komponenten-Schadgastest eigentlich vorschreibt. Dies si-muliert die Umweltbedingungen in der Praxis weitaus realistischer. Denn erstens überschreitet eine Testdauer von 30 Tagen den höchsten in der Norm vorgegebe¬nen Zeitwert, zweitens waren die Prüflinge während dieser Zeit ununterbrochen in Betrieb. Verschiedene Funktionsprüfungen stellten drittens sicher, dass der Schutzlack auf der Leiterplatte die Schadgase tatsächlich zuverlässig abhält. Ab-schließende mikroskopische Untersuchungen wiesen den einwandfreien Zustand der Sicherheitsrelais nach: Die Schadgase hatten das Material trotz der harten Prüf¬bedingungen nicht angegriffen. Mit anderen Worten – Kunden können SIL3-Pro¬dukte des Unternehmens bedenkenlos auch in korrosiven Umgebungen einsetzen, die mit dem Level G3 beschrieben sind. Eine Herstellererklärung zur Qualitätssicherung für das Sicherheitsrelais SCS 24V DC SIL3 weist die erfolgreich absolvierten Schadgasprüfungen nach, sie ist auf der Unternehmens-Homepage zu finden.
Praxiseinsätze erfolgreich bestanden
Das Sicherheitsrelais SCS 24V DC SIL3 hat sich zwischenzeitlich in diversen Appli¬kationen bestens bewährt. Ein gutes Beispiel ist die Erschließung von fossilen Lagerstätten im mittleren Osten. Dort wird heute an rund 20 Förderstellen im Meer so¬genanntes Sauergas gefördert. Sauergas bezeichnet Erdgas, welches Anteile von Schwefelwasserstoff H2S enthält. Die Förderanlage stellt insbesondere an die dort nötigen Sicherheitskomponenten höchste Anforderungen. Die mit Schutzlack um¬mantelte Elektronik der Sicherheitsrelais der SAFESERIES hat sich in dieser G3-Umgebung als äußerst widerstandsfähig erwiesen und wird ihrem Einsatz zur funktional sicheren Ab¬schaltung gemäß EN 61508, SIL3, mehr als gerecht.
Funktionale Sicherheit ist nach der Norm EN/IEC 61508 dann gegeben, wenn das Risiko durch Sicherheitssysteme und organisatorische Maßnahmen auf ein tolerierbares Maß minimiert wird. In diesem Fall kommen SIL-3-Relais zur Notfallabschaltung (Emergency Shutdown) zum Einsatz. Einen solchen Vorgang gilt es nicht dauerhaft, sondern lediglich in Notfallsituationen anzusteuern – höchstens einmal pro Jahr. Entsprechend genügt hier der Betrieb mit niedriger Anforderungsrate (Low-Demand-Mode). Aber auch die Betriebsart High-Demand-Mode, also mit hoher An-forderungsrate, spielt eine zentrale Rolle bei der Herstellung von funktionaler Sicher¬heit. Ein Beispiel hierfür sind Überfüllsicherungen von Tankanlagen, deren Steu¬erung ein permanenter Prozess ist. Anforderungen dieser Art entspricht das Unternehmen ebenfalls mit seinem Sicherheitsrelais SCS 24V DC SIL3.
Überzeugende technische Mitgift
Das Sicherheitsrelais SCS 24V DC SIL3 überzeugt mit bewährter Technik und aus¬gereiften Features. Es ist vom TÜV NORD ge¬mäß EN 61508 für die Sicherheitsan¬forderungsstufe SIL3 zertifiziert. Mit dem Sicherheits-Integritätslevel lassen sich ent¬sprechende Geräte hin¬sichtlich ihrer Zuverlässigkeit von Sicherheitsfunktionen klas¬sifizieren bzw. es gilt sicherheitsgerichtete Konstruktionsprinzipien einzuhalten, um Fehlfunktionsrisiken zu minimieren. So besitzt das Modul SCS 24V DC SIL3 einen Sicherheits- und einen zusätzlichen Überwachungskreis (Moni¬torkreis). Im Sicher¬heitskreis sind drei Relais in Reihe geschaltet, das ge¬währleistet stets eine zu¬ver¬lässige Trennung im Ausgangskreis. Die typische Ausschaltzeit beträgt 14 ms und die Einschalt¬zeit 7 ms. Den Kurzschluss¬schutz im „SIL-Kreis“ übernimmt eine in¬terne 5 A Sicherung. Eine Spezial¬schaltung im Eingangskreis macht das Modul im¬mun gegen Testimpulse, die in Schaltungen dieser Art üblicherweise vorgenommen werden. Der zusätzliche Überwachungskreis (Monitorkreis) ist als Weitspannungs¬eingang aus¬gelegt. Die typische Einschaltzeit im Überwachungskreis beträgt 21 ms. In einem Gerät werden so neben der sicherheitsgerichteten Abschaltung (SIL3) auch Feldsignale im Bereich von 24 bis 230 V AC/DC galvanisch isoliert und an die übergeordnete Steuerung gemeldet. Damit erlaubt das Relais den in¬dividuellen Einsatz, wie etwa in Backup-Systemen mit hohen DC-Spannungen oder Überfüllsicherungen von Tankanlagen. Je eine gelbe LED im Sicherheits- und Über¬wachungs¬kreis befinden sich an der Gerätefront und erleichtern die Funktions-/ Fehleranalyse des Relais. Die von außen zugängliche Sicherung gestattet Anwendern den schnellen Austausch vor Ort. Mit 113,6 mm x 22,5 mm x 117,2 mm (Länge/ Breite/ Höhe) ist das Sicherheitsre¬lais kompakt gebaut, benötigt also nur wenig Platz auf DIN Tragschiene TS35 im Schalt-schrank. Leiter im Querschnittsbereich von 0,14 bis 2,5 mm² lassen sich via Schraubanschluss rüt-telsicher anschließen. Das Sicherheitsrelais ist im weiten Temperaturbereich von ‑25 °C bis +50 °C uneingeschränkt betriebsfähig.
