Als kompetenter Partner der Maschinenbauindustrie unterstützt Weidmüller seine Kunden bei der Einhaltung der neuen Bedingungen.
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Die neue Richtlinie, welche durch die sogenannte Maschinenverordnung in deutsches Recht umgesetzt wurde, konfrontiert Automatisierungsanbieter und Maschinenbauer mit der Aufgabe, eine Konformitätsuntersuchung zur Bewertung der Maschinensicherheit durchzuführen. Um verbindliche Aussagen zur Ausfallwahrscheinlichkeit von Anlagen und einzelnen Signalsträngen treffen zu können, werden sogenannte MTTF-Werte benötigt. Die statistische Kenngröße MTTF steht für „Mean Time To Failure“ und bezeichnet die mittlere Betriebsdauer bis zu einem Ausfall.
Lange Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit bei Solid-State Relais
Basierend auf der Parts-Count-Methode, nach der die Ausfallrate eines Systems unter der Annahme der Serienschaltung berechnet wird, ermittelt Weidmüller für seine aktiven Komponenten die Werte über ihre Verfügbarkeit.
Für seine Relais und Optokoppler stellt Weidmüller sämtliche Werte zur Verfügung, die für die Konformitätsprüfung gemäß Richtlinie 2006/42/EG erforderlich sind.
„Unsere Solid-State Relais und Optokoppler zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit, auch bei Schock und Vibration aus“, erklärt Frank Polley, Produktmanager bei Weidmüller. „So haben wir zum Beispiel für einen Optokoppler aus der TERMOPTO-Familie einen MTTF-Wert von 2.500 Jahren ermittelt.“
Anwender profitieren davon, dass Solid-State Relais und Optokoppler klein dimensioniert sind, eine geringe Ansteuerleistung benötigen und sehr kurze Ansprechzeiten haben. Trotz dieser Eigenschaften und der herausragenden MTTF-Werte ist jedoch in bestimmten Anwendungen der Einsatz von herkömmlichen elektromechanischen Relais erforderlich. Gegenüber Solid-State Relais weisen sie wesentlich geringere Verluste im Laststrompfad auf und sind universell einsetzbar, weil sie einen Wechsel- und Gleichstrombetrieb im Laststromkreis zulassen. Da der Verschleiß von Relais nicht von der Qualität der Bauteile, sondern vielmehr von der konkreten Nutzung abhängt, erfolgt die Berechnung der Ausfallwahrscheinlichkeit mithilfe einer speziellen Variablen.
B10-Werte für verschiedenste Anwendungssituationen
„Für mechanisch sehr beanspruchte Module wie Relais wird zur Berechnung der Ausfallwahrscheinlichkeit der B10-Werte herangezogen“, erklärt Produktmanager Joachim Janik. „Einfach gesagt ist dieser Wert die Anzahl an Schaltspielen, die das Relais voraussichtlich leistet, bis zehn Prozent der Relais in einer bestimmten Applikation ausgefallen sind. Dabei spielen Parameter wie Schaltstrom, Schaltspannung und Lastart eine wesentliche Rolle.“
Der B10-Wert kann demnach nicht allgemein für einen Relaistyp angegeben werden, sondern immer nur im Zusammenhang mit der jeweiligen Applikation. „In unserem Labor stellen wir mithilfe von Normenlasten typische Anwendungssituationen nach. Auf diese Weise haben wir bereits eine große Anzahl an B10-Werten für verschiedene Relais gesammelt, die wir unseren Kunden zur Verfügung stellen“, so Janik. „Derzeit finden weitere Prüfungen statt, um die Sammlung kontinuierlich zu erweitern.“
Die mittlere Betriebsdauer bis zum Ausfall der Relais kann mithilfe des B10-Wertes mit folgender Formel berechnet werden: MTTF = B10 ÷ (0,1 x n). Der Wert „n“ ist die Anzahl der jährlichen Schaltspiele in der Applikation. Diesen muss der Anwender zusammen mit dem passenden B10-Wert in die Formel eintragen, um so die Ausfallwahrscheinlichkeit der in seiner Applikation eingesetzten Relais zu berechnen.
Normeinhaltung beginnt bei Steuerungs- und Antriebstechnik
Für Maschinen- und Anlagenbauer beginnt die Einhaltung der neuen Norm bei der Risikominimierung in der Steuerungs- und Antriebstechnik, da von dort die größten Gefährdungen ausgehen. Im Bereich der hier eingesetzten Relais und Optokoppler unterstützt Weidmüller durch die Bereitstellung und Offenlegung sämtlicher Werte, die für die Konformitätsprüfung erforderlich sind.
