Uma definição confiável de relé é “uma combinação de dispositivos de monitoramento e detecção”. Um relé é operado por uma variação nas condições de um circuito elétrico (o controle) para afetar a operação de dispositivos elétricos no mesmo circuito elétrico ou em outro (a carga).

Confira nosso ebook exclusivo: O Guia Completo sobre Relés!

 

O que é um relé de interface?

Um relé de interface é simplesmente um relé auxiliar, usado principalmente em circuitos de controle e instrumentação, para fazer a interface, isolar ou separar dois circuitos ou dispositivos diferentes. Os componentes do relé incluem uma bobina energizada por uma fonte de alimentação CC, usada para ativar os contatos do relé (normalmente abertos ou normalmente fechados) e acionar outro circuito.

É importante saber que os relés de interface diferem dos relés de proteção e de controle, cada um desempenhando funções e papéis diferentes em sistemas de potência e controle. A principal função do relé de proteção é proteger o serviço contra interrupções ou evitar danos aos equipamentos. Um relé de controle executa tarefas de lógica e, nos sistemas de controle modernos, muitas vezes é substituído por um PLC.

 

Figura 1. Vista frontal e lateral do relé ABB RXMM 1 com 2 bobinas, cada uma com 3 contatos NA com tensão nominal de 48–55 VCC, para aplicações em que são necessários poucos contatos.

 

Os relés de interface podem ser energizados com diferentes tensões e, da mesma forma, os vários contatos podem ser usados para diferentes níveis de tensão. Os engenheiros podem projetar circuitos e lógicas versáteis e seguros para controlar e operar equipamentos elétricos. Os principais parâmetros que devem ser considerados ao selecionar relés de interface para o circuito-alvo são:

• A tensão usada para energizar a bobina deve ser compatível com a tensão do circuito de controle: 24/50/230 VCC ou 115/230 VCA.
• A quantidade de contatos do relé de interface, bem como suas especificações de corrente e tensão, deve ser, no mínimo, igual aos requisitos do circuito de carga.

   

Figura 2. Relé ABB RXME 1 com tensão nominal CC de 220–250 V e 4 contatos para serviços pesados: 2 NA e 2 NF.

 

Como eles são usados com DI e DO?

Em uma usina de geração de energia, a aquisição de dados compreende três tipos de dados: analógicos, discretos e de pulso. Frequentemente, em sistemas SCADA/DCS, os sinais de campo são terminados em painéis de distribuição para controlar e monitorar os equipamentos da usina e informar estados como liga/desliga de uma chave de limite, partida/parada, realimentação, bombas, seccionadoras, disjuntores ou posições do comutador de tapes.

As indicações são conectadas localmente à placa de entrada digital no terminal (RTU). O relatório de um novo estado de uma indicação é realizado quando uma das seguintes condições é satisfeita:

1. A indicação mudou de estado, por exemplo, um disjuntor passando de aberto para fechado.
2. A indicação foi ativada.
3. Inicialização a frio ou a quente da RTU/PLC/controlador.

 

Outro tipo de informação enviada do centro de controle para um terminal são os comandos. As saídas de comando do terminal destinam-se a controlar um objeto na usina local ou o equipamento de controle remoto, diretamente ou por meio de relés intermediários.

No caso dessas tensões nos painéis de distribuição de sinais, vemos como funciona o isolamento entre dois níveis de tensão. Suponha que precisemos operar um dispositivo que requer 120 VCA, mas o PLC só pode fornecer 24 VCC. Nesse caso, a bobina do relé de interface seria energizada com 24 VCC. Como resultado, os contatos do relé operarão (fecharão) para conduzir os 120 VCA e operar o dispositivo. Em termos simples, usamos uma tensão baixa para controlar dispositivos de alta tensão.

Nesse cenário, o relé de interface também oferece algum tipo de proteção ao PLC, que é caro, contra o surto de tensão proveniente do outro lado. No pior caso, o relé pode ser danificado devido ao surto e, nesse caso, basta substituí-lo.

 

Figura 3. Relé de interface Phoenix de 220 VCA/VCC com um único contato NA.

 

O diagrama de fiação da Figura 4 mostra como a interface foi usada entre os circuitos com dois níveis de tensão diferentes para enviar o estado do modo de regulação de tensão “Automático/Manual” à placa de entrada digital do controlador. O circuito do lado direito opera em 230 VCC para energizar a bobina do relé. Quando a bobina do relé é energizada, seu contato NA (normalmente aberto) fecha, e o circuito de 48 VCC passa pelo contato do relé, deixando o canal DI em nível alto no lado esquerdo.

 

Figura 4. Diagrama de fiação fixa; o relé de interface é usado para informar o modo de “regulação de tensão Automático/Manual” ao SCADA

 

Vantagens dos relés de interface

1. Conforme mencionado acima, os relés de interface conectam dois sistemas que operam em níveis de tensão diferentes, o que pode proteger o lado do sistema de controle quando o outro lado é danificado devido a algum curto-circuito.
2. São adequados para intertravamento, proteção e isolamento de sistemas de controle industrial com uma variedade de especificações e características de contatos.
3. São a interface mais econômica e segura entre componentes de controle de baixa tensão e dispositivos de operação de alta tensão, como motores de bombas.
4. A bobina do relé de interface pode ser energizada com baixa tensão, e os contatos dos relés podem ser usados em circuitos que operam com alta tensão e alta corrente.
5. Fornecem isolamento entre os circuitos contra picos de tensão.
6. Um único relé pode ser usado para controlar vários circuitos ou outros relés por meio da operação de vários contatos NA/NF usados em circuitos diferentes.

 

Resumo

O papel dos relés de interface no circuito de controle é fazer a interface entre circuitos com diferentes níveis de tensão, garantindo compatibilidade e isolamento. Do ponto de vista da segurança, os relés de interface evitam danos aos componentes sensíveis ao lidar com cargas mais altas. As aplicações comuns dos relés de interface incluem intertravamento, proteção, comunicação de estados e operação de equipamentos por meio de comandos.

Os parâmetros de seleção que o engenheiro deve considerar ao escolher os relés são as especificações de tensão, as configurações dos contatos e as condições ambientais, para ajudar a escolher o melhor relé para cada aplicação.

 

Todas as imagens usadas foram cedidas pelo autor