Qu’est-ce qu’un relais de sécurité ? Guide du débutant sur les circuits de sécurité des machines

Un relais de sécurité prévient les risques en surveillant en permanence les circuits de sécurité de la machine. En cas d'anomalie, il coupe l'alimentation pour forcer un arrêt sécurisé. Il utilise également des contacts mécaniques à guidage de force et une redondance à deux canaux pour maintenir la machine à l'arrêt jusqu'à la disparition du risque, même si la panne provient d'un câble de terrain ou d'une défaillance d'un composant interne. 

À quoi sert un relais de sécurité ?

Les interrupteurs électriques standard des machines s'usent avec le temps. Or, lorsqu'une étincelle haute tension provoque leur fusion ou leur soudure, les contacts métalliques internes de l'interrupteur peuvent se souder. Dans ce cas, l'utilisation d'un interrupteur endommagé par la fusion dans un circuit d'arrêt d'urgence signifie que la pression sur le bouton ne coupera pas l'alimentation, ce qui peut entraîner un dysfonctionnement de la machine.

C'est là que… relais de sécurité Ce dispositif est doté de contacts spéciaux à guidage de force, reliés entre eux de telle sorte que si l'un se soude, l'autre reste ouvert. Ceci empêche tout transfert de puissance ou redémarrage d'actionneurs dangereux. 

Considérez un relais de sécurité comme le cerveau de diagnostic central des réseaux de sécurité des machines. Qu'il s'agisse d'une barrière immatérielle ou d'un interrupteur de sécurité, il surveille en permanence les entrées et détecte le problème dès qu'un fil de terrain est rompu. Dans ce cas, attendez-vous à un arrêt de sécurité automatique, l'alimentation des contacteurs de moteur étant coupée par le relais.

Quelle est la différence entre un relais de sécurité et un relais standard ?

Les relais de commande industriels standard ne sont pas conçus pour les applications critiques. Ils ne possèdent pas les capacités de diagnostic avancées requises par les circuits d'urgence. Voici quelques différences avec les relais de sécurité :

• Contacts guidés par la force. Dans un relais classique, les contacts se déplacent indépendamment, ce qui permet à l'un d'eux de se souder et de rester fermé tandis que les autres continuent de commuter. Les relais de sécurité relient mécaniquement les contacts ; ainsi, un contact soudé bloque le mouvement de son homologue.
• Redondance intégrée. Alors qu'un relais standard utilise un seul canal, un module de sécurité exécute deux circuits, ou deux microprocesseurs, pour vérifier les données d'entrée.
• Autosurveillance active. Un relais standard s'active sur commande et reste en attente. Un dispositif de sécurité s'autoteste à chaque cycle, détectant les défauts avant qu'ils ne deviennent dangereux.

Surveillance à double canal et mécanismes de sécurité intégrée

L'obtention de niveaux de sécurité avancés tels que le niveau de performance d (PLd) selon la norme ISO 13849-1 exige une conception fiable. C'est précisément ce qu'offre une architecture à double canal, en utilisant deux voies indépendantes pour chaque signal.

La protection contre les courts-circuits inverses envoie des impulsions de tension alternative sur les deux voies. Si un câble pincé laisse passer un courant d'un canal vers l'autre, l'appareil détecte le déséquilibre et coupe l'alimentation.

Le contrôle du temps de réponse est déclenché à chaque arrêt d'urgence ou rupture d'un rideau lumineux. Les deux canaux doivent réagir en quelques millisecondes ; en cas de retard, un défaut est signalé et la machine se bloque jusqu'à résolution du problème.

Quels sont les types de relais de sécurité ?

Le choix du matériel approprié dépend de la configuration de votre machine, du nombre de capteurs et de la complexité de votre flux de travail. En pratique, vous rencontrerez trois catégories.

Les relais monofonctionnels sont des unités câblées dédiées à une seule tâche, comme la surveillance d'un arrêt d'urgence. Le module de sécurité Harmony XPS de Schneider Electric en est un bon exemple : compact, à bornes à ressort et doté d'un boîtier IP40, il est adapté aux lignes de machines simples.

Les modules configurables permettent de surveiller plusieurs zones sans automate programmable complet. Les réglages s'effectuent via des molettes dissimulées sous un couvercle inviolable, offrant une grande flexibilité sans programmation supplémentaire.

Les contrôleurs de sécurité programmables deviennent nécessaires lorsqu'un système comprend des dizaines d'arrêts d'urgence et de dispositifs de verrouillage, car le câblage individuel des relais se transforme alors en un véritable enchevêtrement. Contrôleur de sécurité Omron série G9SP centralise jusqu'à 20 entrées de sécurité et de multiples sorties sur une seule plateforme.

Principales applications industrielles

Ces dispositifs accomplissent discrètement leur tâche au sein de nombreux systèmes automatisés.

• dispositifs d'arrêt d'urgence baisser la puissance à contacteurs de moteur dès qu'un bouton est enfoncé.
• Portes de garde à verrouillage Les servomoteurs se figent dès qu'une barrière d'accès s'ouvre.
• Rideaux lumineux Arrêter les soudeuses robotisées si un travailleur passe le bras au-delà d'une poutre active.
• Bancs de commande à deux mains Nécessite l'utilisation des deux mains sur des boutons distincts, en les gardant à l'écart des pressions par tamponnage.

Les constructeurs de machines associent souvent ces circuits à d'autres composants de panneaux. Si votre ligne nécessite également une régulation thermique précise, consultez la section suivante : Thermostat numérique Omron série E5CC. Elle remplit une fonction totalement différente, mais c'est un ajout courant aux mêmes panneaux.

Approvisionnement et conception du système : comment Simply Buy vous accompagne

Choisir le bon module pour une mise à niveau ou une fabrication OEM revient à faire correspondre les entrées, sélectionner les sorties appropriées, vérifier la tension d'alimentation et choisir le comportement de réinitialisation. Vous n'êtes pas obligé de vous en occuper seul.

Chez Simply Buy Global, nous sommes votre partenaire pour la conception de systèmes de sécurité et l'approvisionnement en composants. Notre équipe d'ingénieurs évalue les exigences de votre panneau, vous aide à cartographier vos boucles de sécurité à deux canaux et vous guide dans le choix du matériel le plus adapté.

Négliger la sécurité des équipements de protection individuelle est un risque trop important. Les pièces contrefaites ou de qualité inférieure ont tendance à tomber en panne au moment où l'on en a le plus besoin, ce qui peut provoquer des incendies de panneaux et de graves dommages aux machines ; une préoccupation réelle et persistante sur les marchés industriels en Afrique et ailleurs.

Chaque composant que nous fournissons est assorti d'une garantie d'authenticité stricte (norme 100%). Nous disposons d'un stock important de composants provenant des plus grandes marques internationales, telles qu'ABB, Schneider Electric, Siemens et Omron, couverts par une garantie mondiale. Grâce à notre service de livraison rapide à l'international, nous vous assurons que vos composants arrivent à destination en toute sécurité et au moment voulu.

Prêt à spécifier votre prochain circuit de sécurité ? Contactez notre équipe et nous vous aiderons à trouver le module qui vous convient.

Harmony XPS

Fabricant: Schneider Electric
Gamme de produitsHarmony Safety Automation
Type de produit ou de composant: Module de sécurité
Nom du module de sécurité: XPS

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Questions fréquemment posées

Un automate programmable de sécurité peut-il remplacer complètement les modules de sécurité autonomes ? 

C'est possible, mais cela nécessite une configuration adaptée. Par exemple, un contrôleur de sécurité programmable permet de réduire le câblage et l'encombrement du panneau dans le cas d'une ligne de production importante comportant des dizaines de capteurs. Cela dit, un module standard est souvent plus économique pour une machine simple équipée de quelques arrêts d'urgence.

Que se passe-t-il en cas de panne interne ? 

Le système d'autocontrôle détecte immédiatement le problème. Qu'il s'agisse d'un transistor défectueux ou d'un contact soudé, cela n'a aucune importance. Les sorties de sécurité s'ouvrent instantanément et l'appareil reste verrouillé jusqu'à ce que l'opérateur procède au remplacement.

Pourquoi les boîtiers sont-ils presque toujours rouges ou jaunes ?

En effet, ces couleurs facilitent grandement le repérage des composants de sécurité essentiels. De plus, elles aident les installations commerciales à se conformer aux normes visuelles internationales telles que la norme EN/IEC 60204-1.