Relé de segurança Siemens 3TK2827-1BB41

Status: Descontinuado (EOL). Pertence à série legada 3TK28 de unidades básicas de segurança. 24 Alimentação CC, terminais de parafuso, início monitorado, atraso de desligamento ajustável 0,05 ~ 3 s.

✅ Model Code Definition

3TK: SÍRIUS relé de segurança série

28: Safety relay module

27: 2 instantaneous NO safety outputs + 2 delayed NO safety outputs, mais 1 NC signal feedback contact

1: Monitored start (external reset pushbutton mandatory)

BB: CC24V

4: Terminais de parafuso

1: Delay version 0.05~3 s (sufixo 40 for same series = 0.5~30 s)

📋 Especificações técnicas principais

🛠️ Cenários típicos de aplicação

Dual-channel safety signal evaluation for emergency stop and safety guard doors, where delayed disconnection is required (inertial motor stop; atraso antes de cortar o circuito de energia).

Entrada de canal duplo com autoteste de soldagem por contato e acionamento positivo / estrutura de contato guiada por força, em conformidade com a certificação de segurança de máquinas.

🔁 Seleção de substituição (Substituição Descontinuada)

Toda a série legada 3TK28 é substituída pela nova geração de relés de segurança 3SK1/3SK2:

Equivalente direto recomendado: 3SK1121-1CB42 (24CCV, início monitorado, 2 NÃO instantâneo + 2 atrasado NÃO, 0.05–3s de atraso)

⚠️ Aviso: A atribuição e o layout dos terminais diferem de 3TK2827-1BB41. Não é uma substituição plug-and-play direta. A religação e a reavaliação completa do circuito de segurança são obrigatórias.

📌 Lista de verificação para solução de problemas (Usado / Unidades Instaladas)

1. Nenhuma saída após a inicialização: Verifique o circuito de reinicialização (Terminais de partida monitorados Y33/Y34, botão de reinicialização externo necessário)
2. Não é possível redefinir: Verifique a consistência das entradas de segurança de canal duplo; verifique se há quebra de fio de canal único
3. Falha de atraso: Potenciômetro frontal envelhecido ou circuito de temporização interno danificado
4. Soldagem por contato: A carga excede a capacidade nominal AC15/DC13; proteção de fusível frontal necessária
5. Inspeção de segunda mão: Teste de continuidade estática nos contatos; teste de inicialização para corte de segurança de canal duplo, função de temporização e lógica de reinicialização

📎 Código HS Aduaneiro

85364900 (Relé de segurança eletromagnético, aparelho de comutação elétrica)

⚠️ Aviso importante

Somente estoque excedente ou peças de reposição usadas estão disponíveis. 3A série herdada TK não é recomendada para novos projetos; selecione 3SK1 diretamente. Após a substituição, a validação completa do circuito de segurança da máquina deve ser realizada.

Siemens 3Dimensões gerais do relé de segurança TK2827-1BB41 (Unidade montada em trilho DIN)

Dimensões oficiais da folha de dados: L × A × D = 44.8 milímetros × 138.5 milímetros × 120 milímetros

Notação de engenharia: 45milímetros(C) × 138,5 mm(H) ×120mm(D). 45 mm é a largura padrão do módulo de trilho DIN.

Largura(C): 44.8 milímetros (nominal 45 mm no painel)

Altura(H): 138.5 milímetros (incluindo terminais superior e inferior)

Profundidade(D): 120 milímetros (da placa traseira do trilho DIN até a face frontal)

Montagem: Montagem de encaixe em trilho DIN, ou fixação por parafuso; any mounting orientation permitted

Peso líquido: aprox.. 0.457 kg (same for all 3TK2827 variants)

📌 Cabinet layout note:

Reserve 45mm width occupancy on cabinet rail; depth ≥120 mm plus extra clearance for wiring.

The replacement model 3SK1121-1CB42 has a smaller footprint, so installation space must be rechecked for cabinet retrofits.

Working Principle of Siemens 3TK2827-1BB41 Safety Relay

Core definition: Dual-channel redundant, force-guided contacts, atraso de desligamento, início monitorado (controlled reset) safety evaluation module. Used for E-stop / safety gates to achieve EN60204 Stop Category 1 (controlled shutdown: brake first with delay, then cut main power).

1. Internal Hardware Composition
2. DC24V power supply unit (A1/A2)
3. Two independent redundant safety input channels (Y11-Y12 / Y21-Y22): Dual-channel detection, connected to NC contacts of E-stop or safety door switches
4. Two sets of independent internal force-guided relays, mutually cross-checked. A single fault will not result in loss of protection.
5. Electronic timing circuit (front potentiometer adjustable 0.05~3s, atraso de desligamento)
6. Monitored start circuit Y33/Y34: Detects the falling edge of the reset pushbutton (triggered on button release), and detects short-circuit faults on reset wiring
7. Output contacts

2NO instantaneous safety outputs (13-14, 23-24): Immediately open when safety signal trips; meets EN954-1 Category4

2NO delayed safety outputs (47-48, 57-58): Open after preset time once safety signal trips; Category3

1NC status feedback signal contact (31-32): Falta / stop status signal for PLC diagnostics

Force-guided contact principle: NO and NC contacts are mechanically interlocked via rigid linkage. Even if NO contacts weld and stick closed, the mechanical linkage ensures the NC contacts cannot close, enabling detection of contact welding faults. This is the key difference between safety relays and standard relays.

2. Complete Operating Logic (4 Estágios)

Estágio 1: Power-up Standby

DC24V applied to A1/A2, POWER LED illuminates. Both safety input channels Y11-Y12 and Y21-Y22 must be fully closed (Parada de emergência liberada, safety gate closed).

The module continuously compares the status of both channels. Mismatched channel states → fault detected, outputs locked off. Cross-wire short-circuit detection is also active.

Estágio 2: Monitored Start (Recurso principal)

Auto-start is NOT available!

With safety inputs fully closed, the external reset pushbutton (Y33/Y34) must be pressed and released. The module detects the falling edge pulse upon button release to enable internal relay energization.

Protection logic: If Y33/Y34 wiring is permanently shorted, the module identifies a fault and refuses startup to prevent unexpected machine auto-restart.

✅ After successful startup:

Instantaneous NO contacts (13-14, 23-24) fechar

Delayed NO contacts (47-48, 57-58) fechar

31-32 NC remains closed (normal running signal)

Stage3: Safety Trip (Parada de emergência pressionada / safety gate opened)

If either of dual safety input channels opens → module triggers hazardous state:

1. Instantaneous outputs (13/14, 23/24) open immediately, cutting brake / circuitos de controle;
2. Internal timer starts countdown (0.05~3s);
3. When countdown completes, delayed outputs 47/48, 57/58 open to disconnect main contactors, allowing time for motor inertial stop and braking;
4. 31-32 NC contact opens to output fault / stop signal externally.

Typical use case: High inertia motors; cut control circuit to initiate braking first, then main power after delay, complying with Stop Category1 controlled shutdown.

Stage4: Fault Latch, Manual Reset Mandatory

After E-stop reset / safety gate re-closed, outputs will NOT recover automatically.

Faults must be cleared, then reset pushbutton pressed again. O módulo executa o autoteste antes de reativar as saídas.

Se falhas internas, incluindo soldagem por contato, incompatibilidade de canal ou curto-circuito na fiação são detectados, o módulo trava permanentemente. O ciclo de energia não pode ser redefinido; falhas de hardware devem ser investigadas.

3. Mecanismo de Segurança (À prova de falhas)
4. Verificação cruzada de canal duplo: Comparação em tempo real de dois canais de entrada; incompatibilidade aciona desligamento imediato e travamento
5. Autoteste de contato guiado à força: Adesão de contato verificada em cada operação
6. Detecção de curto-circuito na fiação: Detecta falhas de curto-circuito na segurança e reinicia a fiação
7. Desenergizado para estado seguro: Todas as saídas de segurança abrem após perda de tensão de alimentação
8. Travamento de falha: Manter estado de desligamento após falha, evitando reinicialização automática e perigos secundários
9. Descrição da classificação de segurança

Circuito de saída instantânea: EM 954-1 Categoria 4, SIL3, PL e

Circuito de saída atrasado: EM 954-1 Categoria 3, SIL2, PL-d

Razão: A eletrônica de temporização é de canal único, portanto, classificação de segurança mais baixa para saídas atrasadas.

5. Equívocos comuns
6. NÃO faça curto-circuito na fiação de canal único; a redundância é perdida e a classificação de segurança invalidada
7. Início monitorado ≠ início automático; o botão de reinicialização deve fornecer sinal de pulso. A venda permanente de Y33/Y34 é proibida
8. O atraso está desligado (atraso de desenergização), NÃO atraso de inicialização. O cronômetro inicia somente após o disparo de segurança.
9. Lista Lógica de Determinação de Falhas (3TK2827-1BB41)

Assim que o módulo detectar qualquer uma das seguintes falhas, trava de saídas de segurança aberta. A maioria das falhas não pode ser eliminada desligando e ligando novamente. A falha deve ser corrigida antes de realizar a reinicialização monitorada.

1. Falhas no canal de entrada de segurança (Y11-Y12 / Canais duplos Y21-Y22)
2. Quebra de fio de canal único: Estados de canal incompatíveis (um aberto, um fechado) → corte e travamento imediato da saída.
3. Canais duplos abertos simultaneamente: Parada de emergência normal / viagem do portão de segurança, classificado como desligamento normal, não é falha de hardware. Após a recuperação do circuito de segurança, reinicialização necessária para reiniciar.
4. Curto-circuito cruzado entre canais duplos (Y11 em curto com Y21, Y12 em curto com Y22): Módulo detecta curto-circuito na fiação, rejeita inicialização ou desarmes e travas.

✅ Regra chave: O circuito de segurança deve usar dois contatos NC independentes; conexão paralela externa não é permitida.

1. Redefinir falhas do circuito (Y33-Y34, terminais de partida monitorados)
2. Venda permanente em Y33/Y34 (redefinir fiação em curto): Módulo identifica falha e bloqueia inicialização.

Princípio: O início monitorado depende da detecção da borda descendente da liberação do botão. O curto contínuo é tratado como falha de fiação para evitar a inicialização automática.

2. Botão de reinicialização preso fechado sem pulso: Mesmo que o circuito de segurança esteja saudável, a inicialização não pode ser acionada após a inicialização.
3. Redefinir a ruptura do fio do circuito: O pulso de reinicialização não pode ser recebido; módulo não inicia.

III. Falhas de contato do relé interno (Autoverificação de contato guiada à força)

1. Contatos de saída de segurança internos soldados: Detectado por autoteste em cada operação, saídas travadas.

Sintoma: A entrada de segurança abre, mas os contatos internos permanecem soldados. Módulo trava após detecção de falha; o ciclo de energia não se recuperará. Substituição do módulo necessária.

2. Status incompatível entre os dois relés redundantes internos → trava de falha.
3. Falhas relacionadas ao fornecimento (A1/A2 CC24V)
4. Tensão de alimentação abaixo de 0,85Un (DC20,4V): Módulo instável; saídas de segurança abertas (característica à prova de falhas).
5. Flutuação de tensão ou interferência de pulso: Pode desencadear desligamento não intencional; Buffer de energia DC24V / fusível recomendado.
6. Falhas no Circuito de Atraso
7. Potenciômetro frontal danificado: Valor de atraso fixo ou atraso zero. Geralmente não acionará a trava, mas função perdida, avaliação de segurança inválida.
8. Circuito de temporização com falha: As saídas atrasadas não abrem após o desarme de segurança; falha perigosa. O módulo deve ser substituído.
9. Table to Distinguish Normal Shutdown vs Fault Trip

⚠️ Safety Warning

In case of latched fault due to internal contact welding, bypassing the safety relay or shorting outputs to force startup is prohibited. This removes safety protection and violates EN ISO13849.