Catalogo_Phoenix_Contact_7_2015_PT

Módulos de relé

Princípios da tecnologia de relé

As camadas externas geralmente são pro- Ligação de grandes cargas de Ligação de lâmpadas e cargas
dutos de oxidação ou de sulfatação dos ma- corrente contínua capacitivas
teriais de contato prata (Ag) ou ligas de pra-
ta, como prata-níquel (AgNi) ou óxido de Em comparação com a máxima corrente Independentemente do tipo de tensão,
estanho (AgSnO). A resistência de contato alternada admissível, relés tradicionais po- todos tipos de lâmpadas, bem como cargas
pode, assim, ser bastante elevada em curto dem desligar apenas correntes contínuas re- com percentual capacitivo, representam
espaço de tempo, de modo que não seja lativamente pequenas, pois falta a passagem exigências extremas aos contatos de liga-
mais possível a ligação confiável com peque- zero com extinção automática do arco. ção. No momento de ligação, portanto exa-
nas cargas. Além disso, este máximo valor de corrente tamente na fase dinâmica de impacto mecâ-
contínua depende muito da tensão a ser nico do relé, surgem picos de corrente com
Devido a estas propriedades, os mate- chaveada e é determinado, entre outros, pe- energia máxima, que atingem frequente-
riais usados de contato de potência mencio- las circunstâncias construtivas, como dis- mente 10 A, e não raramente até mais de
nados para aplicações de pequena potência tância de contato e velocidade de abertura 100 A, soldando o contato. Aqui, uma solu-
estão descartados. de contato. ção especialmente otimizada são os "relés
de carga de lâmpada", que suportam estes
Sobretudo devido às resistências de Os valores de corrente e tensão corres- picos. Ver, p. ex., tipos PLC...IC.
contato baixas e constantes e insensibilida- pondentes estão documentados pelos fabri-
de frente ao ar ambiente com enxofre, tam- cantes de relés em curvas de arco voltaico Capacidade de comando conforme
bém com cargas menores, o ouro (Au) im- categorias de uso AC15 e DC13
pôs-se como material de contato para estas Exemplo de uma curva de limite de carga (IEC 60947)
áreas de aplicação. (dependendo do tipo)
Na prática, tanto a potência de desliga-
Para potências menores e segurança de e de limite de carga. mento máxima para cargas AC como tam-
contato ainda maiores são aplicados relés Uma carga de corrente contínua induti- bém os valores de desligamento DC extraí-
de contato duplo com contato de ouro em dos das curvas de limite de carga fornecem
paralelo. va não atenuada reduz ainda mais os valores apenas valores de referência gerais para a
indicados para correntes ligáveis. A energia seleção do relé. Isso é insuficiente na práti-
Devido às molas de contato ranhuradas, armazenada no indutor pode acender um ca, pois cargas reais na área industrial pos-
neste formato surgem dois pontos de con- arco voltaico, que reencaminha a corrente suem geralmente percentuais indutivos ou
tatos paralelos com resistências de contato através dos contatos abertos. capacitivos e as cargas podem ser ligadas de
ainda menores e segurança de contato niti- forma completamente diferente. Assim sen-
damente elevada. Com um circuito de proteção de conta- do, como já descrito, os valores de vida útil
to eficiente, preferencialmente diodos de podem diferir muito.
Ligação de grandes potências free-wheeling do tipo 1N4007, podem con-
Alguns pontos importantes também de- seguir-se aumentos de vida útil de fator 5 a A norma de contatores IEC 60947 tenta
10 perante cargas indutivas sem ligação ou evitar esta desvantagem, dividindo as cargas
vem ser considerados nos processos de liga- com ligação desfavorável (ver também o ca- em várias categorias de uso (DC13,
ção de grandes potências, nas quais o contato pítulo Circuitos de proteção de contato). AC15...). Esta norma é aplicada também
de potência disponível é feito de prata (Ag) ou parcialmente para relés. Contudo, os usuá-
prata com óxido de estanho (AgSnO). Se for necessário ligar cargas de corren- rios deve estar cientes, de que estes valores
te contínua mais elevadas ou aumentar a também possuem restrições, pois todas as
Deve ser feita uma distinção básica en- vida útil elétrica, podem ser ligados vários cargas de teste CC13 e CA15 são forte-
tre a ligação de cargas de corrente contínua contatos de um relé em série. Ver, p. ex., re- mente indutivas e operadas, sem circuito de
e alternada. lés industriais REL-IR.... proteção (ver capítulo Circuitos de prote-
ção de contato). No teste de capacidade de
Ligação de grandes cargas de corren- Como alternativa, pode-se aplicar o relé comando conforme IEC 60947 são executa-
te alternada de estado sólido com saída de tensão contí- dos um total de 6060 ciclos de manobra,
nua. como exigência mínima.
Ao ligar grandes cargas de corrente al-
ternadas, o relé pode ser basicamente ope- De qualquer modo, uma definição me-
rado até os dados máximos corresponden- lhor da capacidade de comando e da vida
tes da tensão, corrente e potência de útil esperada é possível com base nos dados
comutação. O arco voltaico criado durante de aplicação concretos. Através de uma co-
o desligamento depende da corrente, da letânea de dados abrangente, pode-se fazer
tensão e da posição de fases. Este arco vol- uma boa estimativa da vida útil para a maio-
taico de desligamento desaparece sozinho, ria das aplicações e, eventualmente, suges-
em regra, na próxima passagem neutra da tões de otimização. Em aplicações críticas, é
corrente de carga. aconselhável que o próprio usuário deter-
mine empiricamente a vida útil.
Em aplicações com carga indutiva, deve-
se prever um circuito de proteção eficiente,
pois, do contrário, deve-se contar com uma
vida útil claramente menor.

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Módulos de relé

Princípios da tecnologia de relé de estado sólido

Lado do comando gem não se pode atingir uma frequência de redução de carga. Ela exibe a corrente de
Como módulo de interface para a adap- comutação mais elevada. A consequência carga máxima em função da temperatura
seria uma ligação permanente. ambiente.
tação entre o periférico de processo e dis- 3. Desligamento de saída
positivo de comando, aviso e de regulagem, A saída de 2 condutores deve ser equi-
a Phoenix Contact disponibiliza relés de es- valente a um contato mecânico. Somen-
tado sólido para diferentes níveis de tensão te a polaridade das conexões é indicada
e de potência. O elemento optoacoplador, e deve ser considerada.
no qual está localizado no módulo está limi-
tado em uma faixa de tensão definida de Figura 2: Princípio de ligação da entrada AC
acordo com sua construção. O consumo de
corrente no lado de entrada oscila depen- Lado de carga Figura 3: A saída de 2 condutores
dendo da arquitetura do circuito e do nível De acordo com a aplicação e tipo de car-
de tensão. A saída de 3 condutores é ligada ao po-
ga, são exigidos diversos requisitos à saída tencial e requer a conexão de ambos poten-
O circuito de entrada apropriado está do relé de estado sólido. Estas são sobretu- ciais da fonte de tensão no lado de saída
previsto para realizar todas as tensões entre do: para uma função segura.
5 V e 230 V necessárias para aplicações in- – amplificação de potência,
dustriais. A entrada para tensão contínua e – adaptação à tensão de comutação e cor- Em estado desligado, cria-se uma relação
tensão alternada devem sempre ser diferen- fixa com a massa (potencial negativo). Além
ciados. rente de comutação (AC/DC) e disso, esta ligação de saída oferece a vanta-
– proteção contra curto-circuito. gem de uma resistência interna quase cons-
Entrada DC tante.
A adaptação em diversos níveis de ten- Para estes casos de aplicação diferentes,
o elemento de relé de estado sólido tam- Figura 4: A saída de 3 condutores
são é feita pela complementação de um sis- bém deve ser preparado no lado de saída
tema eletrônico adequado para a faixa de com um outro sistema eletrônico. Saída AC
tensão desejada. Como na maioria dos mó- Para a ativação de dispositivos de tensão
dulos, o diodo de proteção de polaridade Saída DC
garante uma proteção segura contra danos A fim de atingir a potência de saída re- e de comando alternado, após o elemento
no caso da tensão de controle ser conecta- de relé de estado sólido, é ligado um semi-
da incorretamente. Filtros especialmente querida, o elemento de relé de estado sóli- condutor para tensão alternada (TRIAC ou
projetados zelam para uma supressão confi- do é completado por um ou vários níveis de Tiristor).
ável de eventuais impulsos de interferência semicondutor.
de alta frequência. Como na saída DC, observar aqui tam-
Para o usuário no local, os terminais de bém, sobretudo, a faixa de tensão de opera-
Figura 1: Princípio de ligação da entrada DC conexão da saída devem ser considerados ção máxima e a corrente de carga em regi-
somente como conexões de chaves conven- me permanente máxima, de acordo com a
Entrada AC cionais. Apenas a polaridade indicada deve temperatura ambiente.
O elemento de relé de estado sólido re- ser obrigatoriamente cumprida.

quer uma tensão de controle estável para Na seleção do relé de estado sólido
assegurar o funcionamento seguro. No caso apropriado, a prática demonstrou que se
da entrada AC, isso é atingido pela conexão deve proceder de acordo com os seguintes
de um retificador e de um capacitor para fil- critérios:
tragem. Por princípio, a seguir à retificação 1. Faixa de tensão de operação
se segue a arquitetura do circuito da entra-
da DC. (por ex. 12 ... 60 V DC)
Indicação da tensão mínima ou máxima a
A frequência de comutação situa-se es- ser ligada. É necessário o cumprimento
sencialmente abaixo de metade da frequên- do valor inferior para um funcionamento
cia de rede. Devido ao capacitor de filtra- seguro. O valor superior não pode ser
excedido para proteger o transistor de
saída.
2. Corrente contínua máxima (por ex., 1 A)
Este valor indica a corrente máxima con-
tínua. Se este valor for excedido continu-
amente, provocará a destruição do
semicondutor de saída. Deve-se observar
ainda a relação entre a corrente de saída e
a temperatura ambiente do relé de estado
sólido. Por isso, com relés de estado sóli-
do deve-se indicar em geral uma curva de

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Módulos de relé

Princípios da tecnologia de relé de estado sólido

Além disso, em caso de saídas AC, a ten- Instruções de aplicação por ex., monitoramento de contator de carga (contator DC)
são máxima de bloqueio de picos do TRIAC Relés de estado sólido de entrada com
(por ex. 600 V) é decisiva. Para proteção por ex.,
contra destruição, ela não pode ser excedi- sentido de ação direta dos periféricos para PLC IN
da, mesmo com oscilações de tensão ou pi- o comando (sinalizar, regular, monitorar)
cos de tensão de interferência. Por isso, as por ex., monitoramento de contator de carga (contator AC)
saídas AC de todos os relés de estado sóli- Em versão plugável:
do da Phoenix Contact estão protegidos – PLC-O...
com ligação de proteção RC interno contra
picos de tensão de interferência. Em versão modular:
– DEK-OE...
– EMG 10-OE...
– SIM-EI...
– OPT...

Interruptor por ex.,
de tensão nula PLC IN

Figura 5: Diagrama de princípio de saída AC

Ligações de proteção Relé de estado sólido de saída (de po- por ex. sinalização de posição com fim-de-curso ou sensor de
Ao ligar os consumidores indutivos tência) com ação direta do comando para proximidade
periféricos (ligar, amplificar, controlar)
(contatores, válvulas solenóides, motores) por ex.,
ocorrem sobretensões no momento do Em versão plugável: PLC IN
desligamento, que podem atingir amplitudes – PLC-O...
bem altas. Comparando com isso, os com- por ex., ligação de contator, válvula magnética ou motor
ponentes eletrônicos e os elementos de co- Em versão modular: (carga DC)
mutação são especialmente sensíveis. Por – DEK-OV...
esta razão, para proteger contra destruição, – EMG 10-OV por ex.,
geralmente se deve prever uma ligação de – EMG 12-OV PLC OUT
proteção. – EMG 17-OV
– OV... por ex. ligação de contator, válvula solenóide ou motor
Através da ligação em paralelo com a – OPT... (carga AC)
carga, obtém-se uma redução eficiente da
sobretensão de desligamento para um valor
fora de perigo. As opções de proteção va-
riam conforme saída de relé de estado sóli-
do e tipo de carga:
– diodo de roda livre/diodo supressor

(apenas DC),
– varistor (AC e DC) ou
– elemento RC (apenas AC)
criam a medida de proteção necessária.

Proteção

Carga

por ex.,
PLC OUT

Figura 6: Ligação de proteção com saída de tensão contínua

Carga Proteção Observações:
Figura 7: Ligação de proteção com saída de tensão alternada
1) Massas do potencial (negativo) da entrada e saída do relé de es-
tado sólido não podem ser conectadas.

2) As cargas DC devem estar equipadas com uma ligação de prote-
ção eficaz (por ex. diodo).

3) As cargas AC precisam ser ligadas com proteção a um varistor ou
elemento RC.

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Ajuda no projeto de sensor/atuador e tratamento de sinais de interferência

Ajuda no projeto de conexão de
sensores e atuadores

Os relés eletromecânicos ou relés de Cabeamento fácil e rápido de atuadores Conexão convencional de sensores
estado sólido são utilizados no campo como
elementos de acoplamento entre o contro- - 13 + A2
lador e os sensores ou atuadores. Essa in- A1
terface garante o ajuste correspondente do A2 13 11
sinal em termos de corrente e tensão entre BB
o nível do controlador e o nível de campo. A1 14
BB
Conexão convencional de atuadores 14 + 12 A2 +
- A1 -
14

- 11 Os módulos de relé PLC...ACT permi- Se os sensores, como por exemplo as
tem conectar os atuadores de modo rápido chaves de proximidade, forem conectados
A2 11 e simples. Nesse caso, o potencial positivo ao controlador com um relé universal com
14 das cargas é instalado no terminal de cone- contato reversível, é necessário utilizar uma
A1 xão 13. Esse potencial pode ser distribuído régua de terminais adicional para a tensão
14 por todos os módulos de relé por meio de de alimentação comum dos sensores. Além
12 +- pontes conectoras. Isso significa que aqui disso, também é necessário considerar que
também só é necessário conectar direta- ou o cabeamento no quadro de comando
12 mente em um módulo. Os atuadores são tem que ser efetuado na ordem contrária,
conectados aos contatos 14 (contato nor- dado que, nesse caso, a ativação do relé se
Se os atuadores, como por exemplo as malmente aberto). Os módulos de relé realiza ao nível de campo e não através do
válvulas solenoides, forem conectados ao PLC...ACT prescindem de um contato nor- controlador, ou o módulo de relé é monta-
controlador com um relé universal com malmente fechado. Em vez desse contato, a do girado a 180° no quadro de comando.
contato reversível, é necessário utilizar uma conexão BB permite conectar o condutor No módulo de relé, o potencial negativo
régua de terminais adicional para a linha de de retorno de carga. Aqui, o potencial nega- dos sensores é instalado no terminal de co-
retorno de carga comum. O potencial posi- tivo comum é alimentado e distribuído por nexão A2. Esse potencial pode ser distribu-
tivo das cargas é instalado no terminal de meio de uma ponte conectora. A conexão ído por todos os módulos de relé por meio
conexão 11 (contato reversível) dos módu- do potencial do condutor de retorno de de pontes conectoras. Desse modo, só é
los de relé. Esse potencial pode ser distribu- carga diretamente no módulo de relé per- necessária a conexão direta a um relé. Os
ído por todos os módulos de relé por meio mite prescindir do bloco de réguas de ter- sensores são conectados nos terminais de
de pontes conectoras. Desse modo, só é minais do cabeamento convencional. Assim, conexão A1. O potencial positivo necessá-
necessária a conexão direta do potencial a não é necessário espaço suplementar no rio é alimentado em uma régua de terminais
um relé. As cargas são conectadas nos ter- quadro de comando e o cabeamento mais e distribuído para outros terminais por
minais de conexão 14 (contato normalmen- simples reduz o risco de erro. meio de uma ponte conectora. Por outro la-
te aberto). O potencial negativo necessário do, em cada uma das réguas de terminais es-
é alimentado em uma régua de terminais e tão instaladas as alimentações de cada um
distribuído para outras réguas de terminais dos sensores. Isso resulta em um sinal de
por meio de pontes conectoras. Por outro alimentação comum a todos os sensores,
lado, em cada uma das réguas de terminais graças ao bloco de réguas de terminais adi-
estão instalados os condutores de carga de cional.
cada um dos atuadores. Isso resulta em um
potencial do condutor de retorno de carga A utilização de blocos de réguas de ter-
comum a todos os atuadores, graças ao blo- minais adicionais para distribuição de poten-
co de réguas de terminais adicional. cial é muito dispendiosa devido às maiores
necessidades de espaço e à necessidade de
A utilização de blocos de réguas de ter- um cabeamento adicional para a régua de
minais adicionais para distribuição de poten- terminais.
cial é muito dispendiosa devido às maiores
necessidades de espaço e à necessidade de
um cabeamento adicional para a régua de
terminais.

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