Dem Relais als Grundbauteil in der Elektrotechnik fällt eine wichtige Rolle zu: Das Schalten und Trennen von Schaltkreisen sowie die Isolation zwischen unterschiedlichen Stromkreisen. Hierfür ist es für die Anwendungsentwicklung notwendig, die wichtigsten Grundeigenschaften von Relais zu verstehen, um die richtigen Relais richtig in seine Anwendung zu integrieren. Diese werden unter Bezug der Interaktion von Relais mit der Anwendung vorgestellt und es wird auf typische Sachverhalte hingewiesen. Es wird Bezug genommen auf Themen wie: Wärme, Isolation, Umwelteinflüsse, Lebensdauer, elektrische Sicherheit, Brandschutz und Zuverlässigkeit - mit dem Ziel dem Anwender von Relais eine Basis zu schaffen, um die Eigenschaften von Relais im Kontext der eigenen Anwendung beurteilen zu können. 

Dem Relais als Grundbauteil in der Elektrotechnik fällt eine wichtige Rolle zu: Das Schalten und Trennen von Schaltkreisen sowie die Isolation zwischen unterschiedlichen Stromkreisen. Hierfür ist es für die Anwendungsentwicklung notwendig, die wichtigsten Grundeigenschaften von Relais zu verstehen, um die richtigen Relais richtig in seine Anwendung zu integrieren. Diese werden unter Bezug der Interaktion von Relais mit der Anwendung vorgestellt und es wird auf typische Sachverhalte hingewiesen. Es wird Bezug genommen auf Themen wie: Wärme, Isolation, Umwelteinflüsse, Lebensdauer, elektrische Sicherheit, Brandschutz und Zuverlässigkeit - mit dem Ziel dem Anwender von Relais eine Basis zu schaffen, um die Eigenschaften von Relais im Kontext der eigenen Anwendung beurteilen zu können. 

Halbleiterrelais werden aufgrund ihrer geringen Größe, den geringeren Herstellkosten, ihrer hohen Schaltgeschwindigkeit, ihrer Störfestigkeit sowie ihrer Zuverlässigkeit wegen in vielen Anwendungen für das Schalten von AC- und DC-Lasten gegenüber Elementarrelais bevorzugt.

Entwickler müssen jedoch beim Einsatz von Halbleiterrelais die physikalische und elektrischen Funktionsweise und Grenzen kennen. Der Vortrag diskutiert diese Sachverhalte und gibt Hilfestellungen wie Sie das passende Halbleiterrelais auf Eingang, Ausgang, Last und thermische Situation der Anwendung abstimmen.

Durch die Entwicklung der Elektrofahrzeuge hat es auf dem Markt einen Bedarf nach möglichst kleinen und leichten Hochspannungsrelais gegeben. Gerade hier sind Reedrelais gefordert. Reedrelais können mit einer Spulenspannung von 5 V bis zu 1 kV DC schalten bei einer Leistungsaufnahme von 180mW. Die Durchbruchspannung liegt bei so einem Relais bei 3 kV DC über den Schaltkontakt. Um ein solches Relais herzustellen, benötigt es jedoch auch einen besonderen Umgang mit den Reedkontakten oder auch genannt Reedschaltern. 

Ein Reedschalter besteht in der Regel aus zwei Kontaktdrähten (Paddel), die als Basis-Material eine FeNi-Legierung haben und einem Glaskörper mit Schutzgasfüllung (Stickstoff/Wasserstoff) oder Vakuum (HV-Schalter), dessen Kontaktflächen mit Rhodium, Ruthenium oder Iridium beschichtet sind.

Damit der Glaskörper keine Risse bekommt und das Schutzgas oder das Vakuum nicht entweicht, muss man bestimmte Regeln einhalten, wenn man den Reedkontakt bearbeiten möchte. Hier gibt es zu beachten, dass ein gewisser Mindestabstand zum Glaskörper einzuhalten ist, wenn man die Pins schneiden oder biegen möchte. Ebenso kann der Reedkontakt auch als Positionssensor verwendet werden, was wieder einer speziellen Anordnung von Reed und Magnet bedarf. Hier erhält man durch verschiedene Anordnungen unterschiedliche Schaltergebnisse.

Die Energieerzeugung ändert sich rasant. Infolge einer steigenden Anzahl dezentraler Erzeugungsanlagen sowie neuer Verbrauchertechnologien und Stromspeichersystemen erwachsen neue Herausforderungen für Bauteilehersteller. Das Speichern elektrischer Energie ist der Schlüssel, um einen wechselseitigen Energiefluss zwischen Energieerzeugern und -verbrauchern zu ermöglichen und gleichzeitig das Netz zu stabilisieren. Der weitere Ausbau der Photovoltaik wird entscheidend davon abhängen, wie sie sich in das bestehende AC-Netz integriert und zukünftig ein paralleles DC-Netz entstehen lässt.

Das nächste Ziel für ein industrielles DC-Netz ist es, die Spezifikation für die Spannungsbereiche und die Spannungsqualität festzulegen. Dazu bedarf es auch neuer Infrastruktur-Komponenten wie Steckverbinder, aber auch die Schutz- und Schalttechnik muss den Anforderungen für Gleichstrom genügen.

Um einen Verbraucher vom Gleichspannungsnetz zu trennen, muss wesentlich mehr Aufwand betrieben werden, als wir dies vom herkömmlichen Wechselspannungsnetz her kennen. Einige der Besonderheiten und Anforderungen an Gleichspannungs-Schaltgeräte sowie verschiedene Lösungsmöglichkeiten werden im Vortrag diskutiert. Neben klassischen Lösungen wie magnetischer Blasung des Lichtbogens werden auch mögliche Hybridlösungen aus einer Kombination von Relais- und Halbleiterschalter diskutiert.

Elektronische Einrichtungen auf Schienenfahrzeugen unterliegen bestimmten Regeln und Normen. Die DIN EN 50155 ist ein Leitfaden für die Konstruktion sowie die Typprüfung von elektronischen Baugruppen. Die Typprüfung prüft, ob die Baugruppe den erhöhten Umwelt- und Umgebungsbedingungen auf Bahnfahrzeugen über die Nutzungsdauer von 30 Jahren standhalten werden (soweit machbar). Die Einhaltung der der DIN EN 50155 trägt maßgeblich zur Sicherheit und Verfügbarkeit der Baugruppen bei.

In dem Vortrag wird ein Überblick über die Prüfungen nach DIN EN 50155 mit möglichen Einflüssen sowie Problemen im Hinblick auf Relais gegeben. 

Beim Einsatz in der Bahn werden bezüglich Vibrationsfertigkeit, Spannungsbereich und Brandverhalten besondere Anforderungen an Relais gestellt. Diese sind normativ zum Beispiel in der EN 61373 (Vibration und Schock), der EN 50155 (Elektronische Einrichtungen auf Bahnfahrzeugen), und der EN 45545 (Brandschutz in Bahnfahrzeugen) beschrieben. Der Brandschutz in Schienenfahrzeugen zielt auf die Vermeidung einer Brandausbreitung zum Schutz der Passagiere und des Zugpersonals ab. Zu diesen Zweck sind Schutzziele und Gefährdungsstufen normativ definiert worden. Es geht darum die Zündfähigkeit der verwendeten Materialien, die Flammausbreitung, die Wärmefreisetzung und die Rauchentwicklung möglichst niedrig zu halten. Außerdem spielt die Toxizität bei der Rauchbildung eine wichtige Rolle. Der Einsatz von geeigneten Materialien unter Berücksichtigung der neusten Umweltauflagen ist zu einer Herausforderung geworden. In dem Vortrag wird dargestellt, welche Maßnahmen die Relaishersteller ergreifen müssen um die gewünschten Eigenschaften sicher zu erreichen.

Der Vortrag behandelt das Relais als eine eingesetzte Komponente in der funktionalen Sicherheit bei Schmersal und gibt einen Rückblick auf zwei Richtlinien und deren Entwicklung. Diskutiert werden die Anforderungen an zwangsgeführte Relais aus den Normen und nationalen Prüfvorschriften. Erläutert wird ebenfalls der der Anhang IV der Maschinenrichtline: Die neue Maschinenrichtlinie , was wird sich ändern. Abschließend gibt es einen Ausblick zur Überarbeitung der ISO 13849.

Um eine hohe Verfügbarkeit einer Anwendung zu erreichen, wäre es hilfreich, bevorstehende Relaisversagen frühzeitig zu erkennen. Die betroffenen Relais könnten dann im Rahmen einer planbaren Wartung ausgetauscht werden, bevor die tatsächlichen Ausfälle stattfänden.

Eine Möglichkeit, einen Ansatz für eine Ausfallvorhersage von Relais zu finden, besteht darin, Lebensdauertests mit Relais durchzuführen und dabei verschiedene Messgrößen wie den Laststrom oder den Kontaktspannungsabfall aufzunehmen. Anschließend versucht man, Merkmale in diesen Messsignalen zu finden, die im Zusammenhang mit dem Ausfall der Relais stehen, um diese als Indikatoren für einen bevorstehenden Ausfall zu verwenden.

In diesem Vortrag wird das Ergebnis einer solchen Untersuchung vorgestellt.

Nach einem kurzen Exkurs in den Aufbau typischer Systemverteiler, erläutert der Vortrag die thermischen Rahmenbedingungen in der Gebäudeautomatisierung. Es werden Berechnung auf Basis von Datenblattangaben der Elementarrelais sowie basierend auf real ermittelter Verlustleistungswerte vorgestellt. Anschließend werden die verschiedenen Lösungen verglichen und Erfahrungen aus der langjährigen Praxis gegenübergestellt.

Unter dem Begriff Smart Home versteht man heute die technische Unterstützung im Gebäude. So werden z.B. Beschattung, Licht und Klima mittels Leistungselektronik und zahlreicher Sensoren im Gebäude geregelt. Die genauen Eigenschaften der zu kontrollierenden Lasten sind dem Hersteller der Leistungselektronik dabei nicht immer bekannt, insbesondere dann, wenn der Aktor erst durch den Installateur der Last zugeordnet wird. Hier spielen Relais eine essentielle Rolle, insbesondere ihre Robustheit und ihr verlustarmes Schalten zeichnen sie aus. Doch welches Relais ist für den Aktor am besten geeignet? Der Vortrag stellt einige der im Gebäude zu schaltenden Lasten und ihre Eigenschaften vor. Dabei bezieht er die auf das Gerät bezogenen normativen Anforderungen für die Relais mit ein. Darüber hinaus werden die in der Gerätenorm für Schalter im Gebäude geforderte Kurzschlussprüfung und die Erwärmungsprüfung näher erläutert. Abschließend wird praxisnah auf das Thema „Null-Punkt-Schalten“ und „Lebensdauer“ eingegangen.

Der Mobilfunkstandard 5G kennzeichnet die künftige Automatisierungstechnik. Dabei handelt es sich um einen Standard, der industrielle Anwendungen wie mobile Roboter, autonome Logistik, fahrerlose Transportsysteme, Augmented und Virtual Reality, Remote-Sensorik und Maschinenwartung aus der Ferne erst richtig ermöglicht. Erste Anwendungsfälle versprechen großes Potenzial für Nutzer und Anbieter. Die ZVEI-Arbeitsgemeinschaft 5G Alliance for Connected Industries and Automation (5G-ACIA) hat sich zum Ziel gesetzt, die Mobilfunktechnologie 5G industrietauglich zu gestalten.