Spiegelkontakte zur Fehlererkennung nutzen

Bei Sicherheitsschaltungen für den Anlagen- oder Personenschutz, muss die Stellung und korrekte Funktion der Hauptkontakte eines Schützes überwacht werden. Man muss sicher abschätzen können, ob die Hauptkontakt und somit die Last ein- oder ausgeschalten ist. Wenn Fehler innerhalb einer Maschine nicht sofort erkannt und sicher gemeldet werden, dann drohen Schäden an Leib und Leben, Verschleiß, Produktions- und Totalausfall.

Wie erkennt man verschweißte Kontakte:

Fehler bei Schaltschützen wie zum Beispiel falsche Schaltstellungen, Kontaktverschweißung oder Spulenausfall können innerhalb der Schaltungslogik durch zusätzliche Hilfskontakte sicher erkannt und behandelt werden. Generell stehen dafür zwei verschiedene Methoden zur Meldung eines Fehlers in einem Schaltschütz zur Auswahl:

A) Nutzung von Spiegelkontakte, auch Mirrorkontakte genannt
B) Nutzung von zwangsgeführten Kontakten

Nach unserer Auffassung werden heute in 90% aller Anwendungen Spiegelkontakte eingesetzt.

Der Begriff "zwangsgeführte Kontakte" scheint zwar sprachlich weit verbreitet und besser assoziiert, aber die echten zwangsgeführten Kontakte erfüllen bei genauem Hinsehen die Erwartung der Schaltgeräteanwendungen nur teilweise. Sie behandeln nämlich nur das Verhalten von Hilfskontakt zu Hilfskontakt; echten zwangsgeführten Kontakte geht es nicht um die Hauptkontakte. 

Sogar in der Norm EN 60947-4-1:2010 Anhang F, die Spiegelkontakte behandelt, wurde klargestellt: Original-Zitat: "Spiegelkontakte wurden früher als zwangsgeführte Sicherheitskontakte, geführte Kontakte, verbundene Kontakte oder zwangsgeführte Kontakte bezeichnet". Die Norm stellt mit diesem Satz klar: Was früher oft mit "zwangsgeführt Kontakte" bezeichnet wurde, war das, was heute Spiegelkontakte sind.


Was ist ein Spiegelkontakt:

Symbol SpiegelkontaktSpiegelkontakt

Ein Spiegelkontakt (Mirrorkontakt) ist gemäß Norm IEC 60947-4-1, Anhang F ein Hilfs-Öffner, der niemals gleichzeitig mit einem Schließer-Hauptkontakt geschlossen sein kann.

Dabei gilt: Nicht jeder Hilfs-Öffner ist automatisch ein Spiegelkontakt. Erst wenn die Hersteller der Schaltgeräte bestätigen, dass der Öffner-Hilfskontakt konstruktiv so beschaffen ist, er niemals zeitgleich mit einem Schließer-Hauptkontakt geschlossen ist, dann spricht man nicht mehr von einem einfachen Hilfskontakt, sondern von einem besserwertigen Spiegelkontakt.

Das bedeutet: ein Hilfs-Schließer bietet nicht die gleichen Sicherheitseigenschaften wie ein Hilfs-Öffner. Ein Schließer-Hilfskontakt kann also grundsätzlich kein Spiegelkontakt sein.

Was ist ein zwangsgeführter Kontakt:

Symbol Zwangsgeführte Kontaktezwangsgeführter Kontakt

Ein zwangsgeführter Kontakt ist gemäß Norm IEC 60947-5-1 Anhang L immer eine Kombination aus n Schließer und m Öffner, die so konstruiert sind, dass sie nicht gleichzeitig geschlossen sein können.

Die Eigenschaft "Zwangsführung" kann per Definition

a) nur bei Hilfsschaltgliedern und
b) nur bei mind. 1-Öffner- und 1-Schließer-Hilfskontakt und
c) nur bei Hilfsschaltgliedern, die in einem Schütz integriert sind,

zustande kommen. Somit können gemäß Norm nur Hilfsschütze und mehreren S- und Ö-Hilfskontakte zueinander die Eigenschaft "zwangsgeführten Kontakt" bieten. Bei zwangsgeführten Kontakten nach IEC 60947-5-1 geht es also nicht um Hauptkontakte.

Wo sind Spiegelkontakte anwendbar:

Spiegelkontakt sind beispielsweise an allen Last-Schützen z.B.: Motor-Schütze anwendbar. Typische Anwendung für Spiegelkontakte ist, in Steuerkreisen von Maschinen die hochverlässliche Überwachung des Zustand des Schützes.

Immer dann, wenn man abklären muss, ob die Last (also die Hauptkontakte) ein- oder ausgeschalten ist. z.B.: zur Freigabe einer Sicherheitstür mit Türkontakt, kann die Situation auf den Hauptkontakte mit einem Öffner-Hilfskontakt abgeklärt werden.

Wo sind zwangsgeführte Kontakte anwendbar:

Bei Hilfsschütze und bei Motorschütze, wenn mindestens je ein Hilfs-Öffner und ein Hilfs-Schließer vorhanden sind. Die Zwangsführung besteht nach Norm nur zwischen den Hilfsschaltgliedern. Achtung: Wenn die Hilfskontakte nicht fest mit dem Schütz verbunden sind und nur aufgesteckt sind, ist die Schutzfunktion durch versehentliches Entfernen in Gefahr!

Spiegelkontakt korrelieren mit den Hauptkontakten:

Die Norm IEC/EN 60947-4-1 Anhang F fordert konstruktive Maßnahmen dafür, dass der Hilfs-Öffner niemals gleichzeitig mit dem Haupt-Schließerkontakt geschlossen sein kann.

Spiegelkontakt bleiben im Fehlerfall offen und schließen nicht. Der Rücklesekontakt ist somit gewährt.

Zwangsgeführte Kontakte korrelieren mit den Hilfskontakten:

Tatsächlich wird in der IEC/EN 60947-5-1 keine Aussage darüber gemacht, dass die Schaltstellungen bei den Haupt- und Hilfskontakten gleich sein müssen. Normativ bezieht sich ein zwangsgeführter Hilfskontakt also nur und lediglich auf seine benachbarten Hilfskontakt. Das bedeutet auch: Ein Schütz mit nur 1 Hilfskontakt (Schließer) kann nach Norm keine zwangsgeführten Kontakte besitzen solange nicht auch ein zweiter Hilfskontakt (Öffner) integriert und genutzt ist.

Was spiegeln Spiegel-Öffner-Hilfskontakte:

Spiegel-Öffner-Hilfskontakte spiegeln sicher und verlässlich die Hauptstrom-Schließerkontakte. Spiegelkontakte spiegeln also nicht das Verhalten anderer Hilfskontakte und auch keine Hauptstrom-Öffner-Kontakte. Im Sinne eines Hilfskontaktes funktionieren natürlich alle Kontaktarten zusammen, aber den Anspruch auf garantierte Maschinensicherheit gemäß IEC erfüllen nur Spiegelkontakte als Öffner-Hilfskontakte im Zusammenspiel mit Schließer-Hauptkontakte.

Was steht im Zwang mit zwangsgeführte Kontakte:

Zwangsgeführte Kontakte meinte eine Abhängigkeit von Hilfs-Schließer zu Hilfs-Öffner. Sie dürfen nicht zugleich geschlossen sein. Innerhalb der IEC/EN 60947-5-1, die zwangsgeführte Kontakte definiert, besteht keine Abhängigkeit zu Hauptkontakte. Die Eigenschaft "Zwangsführung" kommt nur bei Hilfsschaltern in Frage, die in Schützen enthalten sind und bei denen die Betätigungskräfte intern erzeugt werden.

Eindeutig und Verlässlich

Für einen Spiegel-Öffner-Hilfskontakt gilt: Wenn ein Schließer- Hauptkontakt des Schützes geschlossen ist, dann darf ein Spiegelkontakt (Hilfs-Öffner) nicht schließen. Diese Definition gilt auch wenn das Schütz nicht mehr erregt ist. Das bedeutet: Selbst wenn irgendein Hauptkontakt durch verschweißen verschlossen bleibt, muss der Spiegelkontakt (Hilfsöffner) offenbleiben und darf nicht in seinem Normalzustand "geschlossen/ normaly close" zurückkehren.

Aber: Selbst die Norm 60947-4-1 Anhang F merkt an: Original-Zitat: "Jedoch sollte sich auf Spiegelkontakte als ausschließliche Sicherheitseinrichtung nicht verlassen werden."

 

Jetzt das Verhalten eines Spiegelkontakts bei Verschweißung testen:

Teste hier direkt das Verhalten
eines Spiegel-Öffner-Hilfskontakts:

Verhalten ohne Fehler:

Hilfs-Öffner (21/22) sind NC-Kontakte = Normal Close =
also ruhend geschlossen; stromlos geschlossen. Wenn die Haupt-Schließerkontakte offen sind, ist der Hilfs-Öffner geschlossen stromlos geschlossen. Somit eignet sich der Hilfs-Öffner in diesem Zustand zum "freigeben" oder durchschalten anderer Steuerströme

Verhalten bei einem Fehler:

Nehmen wir an, die Spule ist ohne Spannung (nicht erregt). jedoch ist Hauptkontakt Nr. 2 verschweißt. In diesem Fall MUSS der Spiegel-Öffner-Hilfskontakt geöffnet blieben. Mindestöffnung: 0,5 mm und zwar während der gesamten Lebensdauer des Schützes.

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