Une définition fiable d’un relais est « une combinaison de dispositifs de surveillance et de détection ». Un relais fonctionne grâce à une variation des conditions dans un circuit électrique (la commande) afin d’agir sur le fonctionnement de dispositifs électriques dans le même circuit électrique ou dans un autre (la charge).

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Qu’est-ce qu’un relais d’interface ?

Un relais d’interface est simplement un relais auxiliaire, principalement utilisé dans les circuits de commande et d’instrumentation, pour assurer l’interface, l’isolation ou la séparation entre deux circuits ou dispositifs différents. Les composants du relais comprennent une bobine alimentée par une source de courant continu, utilisée pour activer les contacts du relais (normalement ouverts ou normalement fermés) afin de déclencher un autre circuit.

Il est important de savoir que les relais d’interface diffèrent des relais de protection et de commande, chacun ayant des fonctions et des rôles différents dans les systèmes électriques et de commande. La fonction principale du relais de protection est de protéger le réseau contre les interruptions de service ou d’éviter les dommages aux équipements. Un relais de commande exécute des tâches logiques et est souvent remplacé par un API dans les systèmes de commande modernes.

 

Figure 1. Vue de face et vue latérale du relais ABB RXMM 1 avec 2 bobines, chacune dotée de 3 contacts NO, avec une tension nominale de 48-55 VCC, pour les applications nécessitant peu de contacts.

 

Les relais d’interface peuvent être alimentés avec différentes tensions et, de même, les différents contacts peuvent être utilisés pour différents niveaux de tension. Les ingénieurs peuvent concevoir des circuits et des logiques polyvalents et sûrs pour commander et faire fonctionner des équipements électriques. Les principaux paramètres à prendre en compte lors de la sélection de relais d’interface pour le circuit cible sont les suivants :

• La tension utilisée pour alimenter la bobine doit correspondre à la tension du circuit de commande : 24/50/230 VCC ou 115/230 VCA.
• Le nombre de contacts du relais d’interface ainsi que leurs intensités et tensions nominales doivent au moins être égaux aux exigences du circuit de charge.

   

Figure 2. Relais ABB RXME 1 avec une tension nominale en courant continu de 220-250 V et 4 contacts renforcés : 2 NO et 2 NF.

 

Comment sont-ils utilisés avec les entrées et sorties numériques ?

Dans une centrale de production d’électricité, l’acquisition de données comprend trois types de données : analogiques, discrètes et impulsionnelles. Souvent, dans les systèmes SCADA/DCS, les signaux de terrain sont raccordés dans des panneaux de répartition afin de commander et de surveiller les équipements de la centrale et de signaler des états tels que marche/arrêt d’un interrupteur de fin de course, démarrage/arrêt, retour d’information, pompes, sectionneurs, disjoncteurs ou positions de changeur de prises.

Les indications sont raccordées localement à la carte d’entrées numériques du terminal (RTU). La transmission d’un nouvel état d’une indication est effectuée lorsque l’une des conditions suivantes est satisfaite :

1. L’indication a changé d’état, par exemple lorsqu’un disjoncteur passe de l’état ouvert à l’état fermé.
2. L’indication a été activée.
3. Démarrage à froid ou démarrage à chaud de la RTU/PLC/du contrôleur.

 

Un autre type d’information envoyée du centre de commande vers un terminal correspond aux commandes. Les sorties de commande du terminal sont destinées à commander directement un équipement dans l’installation locale ou un équipement de commande à distance, ou par l’intermédiaire de relais intermédiaires.

Dans le cas de ces tensions dans les panneaux de répartition des signaux, nous voyons comment fonctionne l’isolation entre deux niveaux de tension. Supposons que nous devions faire fonctionner un dispositif nécessitant 120 VCA, alors que l’API ne peut fournir que 24 VCC. Dans ce cas, la bobine du relais d’interface serait alimentée en 24 VCC. Les contacts du relais s’actionneraient alors (se fermeraient) afin de transmettre les 120 VCA nécessaires au fonctionnement du dispositif. En termes simples, nous utilisons une faible tension pour commander des dispositifs haute tension.

Dans ce scénario, le relais d’interface assure également une certaine protection de l’API coûteux contre les surtensions provenant de l’autre côté. Dans le pire des cas, le relais peut être endommagé par une surtension ; il suffit alors de le remplacer.

 

Figure 3. Relais d’interface Phoenix 220 VCA/VCC avec un seul contact NO.

 

Le schéma de câblage de la figure 4 montre comment un relais d’interface est utilisé entre deux circuits présentant des niveaux de tension différents afin d’envoyer l’état du mode de régulation de tension « Automatique/Manuel » à la carte d’entrées numériques du contrôleur. Le circuit de droite fonctionne sous 230 VCC pour alimenter la bobine du relais. Lorsque la bobine du relais est alimentée, son contact NO (normalement ouvert) se ferme et le circuit 48 VCC traverse le contact du relais, plaçant ainsi le canal d’entrée numérique à l’état haut sur le côté gauche.

 

Figure 4. Schéma de câblage filaire, le relais d’interface utilisé pour signaler le mode « régulation de tension Automatique/Manuel » au système SCADA

 

Avantages des relais d’interface

1. Comme indiqué ci-dessus, les relais d’interface relient deux systèmes fonctionnant à des niveaux de tension différents, ce qui peut protéger le côté du système de commande lorsque l’autre côté est endommagé par un court-circuit.
2. Ils conviennent parfaitement à l’interverrouillage, à la protection et à l’isolation des systèmes de commande industriels grâce à une grande variété de caractéristiques nominales et de spécifications de contacts.
3. Ils constituent l’interface la plus économique et la plus sûre entre les composants de commande basse tension et les dispositifs de fonctionnement haute tension, tels que les moteurs de pompe.
4. La bobine du relais d’interface peut être alimentée en basse tension, tandis que les contacts des relais peuvent être utilisés pour des circuits fonctionnant sous haute tension et avec un courant élevé.
5. Ils assurent une isolation entre les circuits contre les pics de tension.
6. Un seul relais peut être utilisé pour commander plusieurs circuits ou d’autres relais en actionnant plusieurs contacts NO/NF utilisés dans différents circuits.

 

Résumé

Le rôle des relais d’interface dans le circuit de commande consiste à assurer l’interface entre deux circuits présentant des niveaux de tension différents, afin de garantir leur compatibilité et leur isolation. Du point de vue de la sécurité, les relais d’interface évitent d’endommager les composants sensibles en prenant en charge des charges plus élevées. Les applications courantes des relais d’interface comprennent l’interverrouillage, la protection, la transmission d’états et le fonctionnement d’équipements au moyen de commandes.

Les paramètres de sélection à prendre en compte par l’ingénieur sont les tensions nominales, les configurations de contacts et les conditions environnementales, afin de choisir le meilleur relais pour chaque application.

 

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