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Un relè di controllo è un dispositivo di commutazione ad azionamento elettrico utilizzato in un circuito di controllo. L'eccitazione della sua bobina modifica uno o più contatti normalmente aperto (NO) o normalmente chiuso (NC), consentendo a un comando di interfacciare, isolare, interbloccare o distribuire segnali ad altri dispositivi di controllo.
Il confine utile è semplice:
Un relè di controllo commuta comandi e carichi del circuito di controllo. Non si deve presumere che commuti il carico di potenza finale o che fornisca protezione al circuito.
Anche la sua bobina e i suoi contatti appartengono a domini di valori nominali differenti. Una marcatura come 24 V DC sulla bobina indica come viene azionato il relè; non indica quale tensione, corrente o tipo di carico i contatti possano commutare.
Dove si inserisce un relè di controllo nel percorso di controllo
In un tipico quadro industriale, il relè di controllo si trova tra una sorgente di comando e uno o più circuiti controllati:
Pulsante, sensore o uscita PLC
↓
Bobina del relè di controllo
↓ azione meccanica
Uno o più contatti NO / NC
↓
Bobina del contattore, solenoide, circuito pilota, allarme o ingresso PLCQuesta posizione spiega perché i relè di controllo rimangono utili anche nei sistemi con controllore a logica programmabile (PLC). Il PLC o il sensore fornisce il comando; il relè converte tale comando in una o più uscite a contatto sostituibili. A seconda del dispositivo verificato e della progettazione del circuito, tali contatti possono fornire separazione del segnale, creare percorsi di controllo aggiuntivi o commutare un carico che l'uscita originale non dovrebbe azionare direttamente.
Il diagramma rappresenta una relazione funzionale, non uno schema di cablaggio a livello di morsetto. I collegamenti esatti, i requisiti di isolamento e la separazione di tensione ammissibile devono essere ricavati dalla scheda tecnica del relè selezionato e dalla progettazione del quadro applicabile.
Come funziona un relè di controllo elettromeccanico
Un relè di controllo elettromeccanico contiene una bobina, un circuito magnetico, un'armatura mobile, un meccanismo di ritorno e uno o più set di contatti. A livello di orientamento, il suo funzionamento presenta due stati:
- Bobina diseccitata: Il meccanismo di ritorno mantiene l'armatura nella sua posizione normale. I contatti NO sono aperti e i contatti NC sono chiusi.
- Bobina eccitata: La corrente nella bobina crea un campo magnetico che sposta l'armatura. I contatti NO si chiudono e i contatti NC si aprono.
Quando la bobina viene nuovamente diseccitata, un relè convenzionale non a ritenuta ritorna al suo stato normale. Un relè a ritenuta è diverso perché è progettato per mantenere uno stato comandato; ciò non deve essere dedotto da questo modello base a due stati.
“Normalmente” si riferisce sempre allo stato definito di riposo, solitamente con la bobina diseccitata. Non significa lo stato utilizzato più frequentemente dalla macchina.
| Stato del relè | Contatto normalmente aperto | Contatto normalmente chiuso |
|---|---|---|
| Bobina diseccitata | Aperto | Chiuso |
| Bobina eccitata | Chiuso | Aperto |
Per un contatto di scambio, il morsetto COM si trasferisce dal percorso NC al percorso NO quando il relè viene azionato. Il dedicato Guida al cablaggio del relè SPDT spiega il comportamento dei morsetti COM, NO e NC senza trasformare questa pagina di orientamento in una procedura di cablaggio.
Leggere separatamente il circuito della bobina e il circuito dei contatti
Un relè di controllo collega meccanicamente due funzioni, ma le sue specifiche elettriche devono essere verificate separatamente.
| Parte del relè | Cosa fa | Cosa verificare |
|---|---|---|
| Bobina o circuito di ingresso | Produce l'azione magnetica che aziona il relè | Tensione nominale, tipo AC o DC, frequenza ove applicabile, polarità ove indicata, richiesta di potenza o corrente, dati di pick-up e drop-out |
| Circuito di contatto | Apre, chiude o trasferisce il circuito controllato | Configurazione dei contatti, numero di poli, servizio di commutazione AC/DC, tipo di carico, categoria di utilizzo ove dichiarata, carico minimo, corrente di spunto, frequenza di commutazione e durata elettrica |
| Isolamento tra i circuiti | Separa l'ingresso di controllo dal percorso commutato | Coordinamento dell'isolamento dichiarato, dati dielettrici, grado di inquinamento, categoria di sovratensione e campo di applicazione della norma di prodotto ove applicabile |
Non selezionare il lato contatti in base alla marcatura della bobina o a un singolo valore di ampere riportato nel titolo. Una portata per carico resistivo non dimostra automaticamente l'idoneità per una bobina elettromagnetica, una lampada, un motore, un ingresso capacitivo o un segnale di bassissimo livello. Le conseguenze della tensione della bobina, della tensione di eccitazione, della tensione di diseccitazione e della tensione di mantenimento sono trattate nella guida VIOX su tensione della bobina del relè.
Un relè elettromeccanico solitamente non presenta alcun collegamento conduttivo tra la bobina e i contatti, tuttavia la separazione consentita tra i circuiti rimane specifica del prodotto. Considerare termini come “isolamento” come una funzione di progettazione che deve essere verificata attraverso i valori nominali di isolamento dichiarati del relè e la progettazione dell'intero assemblaggio.
Cosa fa un relè di controllo in un quadro?
Lo stesso dispositivo di base può svolgere quattro funzioni di controllo strettamente correlate.
Interfacciare un'uscita di controllo con un altro circuito
Un relè può essere inserito tra un'uscita PLC, un sensore o un circuito a pulsante e un dispositivo a valle. Ciò può essere appropriato quando la sorgente e il carico differiscono per tensione, richiesta di corrente, comportamento transitorio, tipo di uscita o requisiti di manutenibilità. Non è richiesto automaticamente: un'uscita del controllore compatibile può pilotare direttamente un carico quando l'intera interfaccia è stata verificata.
La decisione viene esaminata separatamente in Pilotaggio diretto PLC vs relè di interfaccia.
Moltiplicare un comando in diversi percorsi di contatto
Una bobina può azionare contemporaneamente più contatti NO e NC. Un singolo comando può quindi fornire un percorso di autoritenuta, un'indicazione di stato, un interblocco o un segnale separato a un altro controllore. Ogni contatto deve comunque rimanere entro il proprio servizio dichiarato.
Creare logiche cablate semplici o interblocchi
I contatti del relè possono implementare funzioni di consenso, autoritenuta, sequenza o interblocco in un circuito di controllo. La logica risultante deve essere documentata nello schema e un relè di controllo standard non deve essere considerato un sottosistema di sicurezza solo perché in grado di interrompere un comando.
Commutare un altro dispositivo di controllo
Un relè di controllo commuta spesso la bobina di un contattore, un solenoide, un indicatore, un ingresso di allarme o un ingresso PLC piuttosto che il circuito di potenza principale della macchina. Quando il carico finale è un motore, una batteria di riscaldamento o un altro carico di potenza impegnativo, il dispositivo di commutazione a valle deve essere selezionato per tale servizio effettivo.
Relè di controllo rispetto ad altri relè e dispositivi di commutazione
“Relè” è un termine generico. Il modo più rapido per scegliere la risorsa successiva è identificare il compito che il dispositivo deve svolgere.
| Dispositivo | Funzione primaria | Cosa lo rende diverso |
|---|---|---|
| Relè di controllo | Comandi di commutazione, interblocchi, indicazioni o la bobina di un altro dispositivo | Ottimizzato per percorsi di controllo e uno o più contatti di tipo ausiliario |
| Contattore | Commutare ripetutamente un carico di potenza dichiarato | I contatti principali e i valori nominali sono selezionati per il carico di potenza controllato; vedere contattore vs relè di controllo |
| Contatto ausiliario | Segnalare o interbloccare lo stato del dispositivo di commutazione ospite | Funziona meccanicamente con il contattore o l'interruttore automatico ospite anziché tramite una propria bobina indipendente |
| Relè di interfaccia | Interfacciare un'uscita del controllore con un carico di controllo diverso o più esigente | Descrive la posizione e la funzione del relè nel circuito, non necessariamente una tecnologia di relè interna univoca |
| Modulo relè di interfaccia | Assemblare un relè con zoccolo, morsetti, indicazione o funzioni di soppressione | Destinato all'integrazione nel quadro e alla manutenibilità; confrontare moduli relè di interfaccia e relè per PCB |
| I datasheet dei | Aggiungere una regola di temporizzazione intenzionale prima che la sua uscita cambi | Il funzionamento dipende sia da una condizione di ingresso che dal tempo trascorso; vedere cos'è un relè temporizzato |
| Relè di monitoraggio | Valutare una condizione misurata prima di cambiare un'uscita | Aggiunge una funzione di monitoraggio definita come la supervisione di tensione, corrente, fase o livello |
| Relè di sicurezza | Esegue una funzione di controllo legata alla sicurezza all'interno di un'architettura convalidata | Richiede una progettazione specifica per la sicurezza, diagnostica, prove di applicazione e convalida del sistema; un normale relè di controllo non è un sostituto |
Per una mappa delle categorie più ampia, utilizzare la panoramica VIOX di diversi tipi di relè.
Come specificare un relè di controllo
Partire dai due circuiti e dalla funzione richiesta, quindi verificare l'esatta scheda tecnica.
- Definire l'alimentazione della bobina. Registrare la tensione nominale, AC o DC, la frequenza se applicabile, la corrente di uscita disponibile, i requisiti di polarità e la capacità di commutazione del dispositivo sorgente.
- Definire ogni funzione dei contatti. Indicare se ogni polo commuta una bobina di un contattore, un solenoide, un segnale pilota, un ingresso PLC, una lampada o un altro carico.
- Scegliere la configurazione dei contatti. Specificare il numero richiesto di contatti NO, NC o in scambio e se devono operare simultaneamente.
- Corrispondere al servizio di commutazione dichiarato. Verificare la tensione, il tipo AC/DC, la categoria di carico, lo spunto, il carico di commutazione minimo, la frequenza di commutazione e la durata elettrica richiesta. Non fare affidamento esclusivamente sulla corrente massima stampata.
- Verificare la soppressione della bobina e il comportamento al rilascio. Un accessorio di soppressione può ridurre i transitori di commutazione, ma può anche influire sulla polarità o sul tempo di rilascio. Utilizzare un metodo approvato per la bobina e l'uscita di controllo.
- Verificare l'integrazione fisica. Verificare il montaggio su zoccolo o diretto, la disposizione su guida DIN, il tipo di morsetto, la sostituibilità, le funzioni di indicazione o test, la spaziatura nel quadro e l'accessibilità.
- Verificare l'ambiente e le approvazioni. Confermare i requisiti di temperatura, vibrazione, inquinamento, isolamento e approvazione di mercato rispetto al modello esatto e all'assieme completo.
Gli standard dipendono dalla categoria del relè
IEC 60947-5-1:2024 copre i dispositivi elettromeccanici per circuiti di controllo ed elementi di commutazione utilizzati per funzioni quali il controllo, la segnalazione e l'interblocco entro il suo ambito dichiarato. È pertanto pertinente a dispositivi come i relè di controllo quando il produttore dichiara tale quadro di prodotto.
IEC 61810-1 copre i relè elettromeccanici elementari incorporati in apparecchiature a bassa tensione entro il suo ambito. Un relè elementare plug-in e un relè di controllo possono apparire funzionalmente simili in un quadro, ma essere dichiarati secondo famiglie di standard di prodotto differenti.
Citare uno dei due standard in un articolo non prova che un particolare relè sia certificato o idoneo per un'applicazione. La scheda tecnica del modello, il certificato e i requisiti di assemblaggio determinano tale conclusione.
Un semplice esempio di quadro di controllo
Si consideri una macchina ipotetica in cui un comando del sensore deve sia richiedere l'azionamento di un contattore che segnalare lo stato comandato a un controllore. Un relè di controllo con un numero sufficiente di contatti a portata indipendente potrebbe essere utilizzato come segue:
- il sensore o l'uscita del PLC eccita la bobina del relè;
- un contatto NO commuta il circuito della bobina del contattore;
- un altro contatto fornisce un percorso di comando o di indicazione separato;
- il contattore, non il relè di controllo, commuta il circuito di potenza del motore.
Questo esempio dimostra la moltiplicazione dei contatti e la sequenza dei circuiti. Non stabilisce la compatibilità di tensione, l'isolamento, l'integrità di sicurezza o i collegamenti ai morsetti per un'installazione reale. Tali dettagli devono essere verificati per ogni componente e interfaccia.
La regola pratica di selezione
Utilizzare un relè di controllo quando il compito è quello di commutare o moltiplicare un comando di controllo. Utilizzare un contattore o un altro dispositivo di commutazione adeguatamente dimensionato quando il compito è quello di commutare il carico di potenza finale. Utilizzarli entrambi quando uno stadio di controllo deve comandare uno stadio di potenza separato.
Prima di ordinare, verificare l'alimentazione della bobina e il carico di ogni contatto in modo indipendente. Se la domanda rimanente riguarda i morsetti, l'interfacciamento PLC, la temporizzazione, la selezione del contattore o una funzione specifica del relè, seguire la guida VIOX corrispondente invece di considerare “relè di controllo” come una specifica completa.
Consultare la più ampia categoria VIOX relè, timer e controllo o inviare i requisiti applicativi a [email protected] quando è richiesta una specifica a livello di modello.
