Para calcular a faixa de tempo correta para o seu relé temporizador, siga estes quatro passos essenciais: identifique os requisitos de tempo reais do seu processo, selecione o modo de temporização apropriado (retardo na energização, retardo na desenergização, intervalo ou cíclico), aplique fatores de segurança para contabilizar a tolerância e as condições ambientais e combine os seus requisitos calculados com as faixas de tempo comerciais disponíveis. Esta abordagem sistemática ajuda o seu relé temporizador a fornecer um desempenho confiável, evitando erros comuns, como margens insuficientes ou seleção de modo errada, que podem levar a danos no equipamento ou riscos de segurança.
Os relés temporizadores são componentes de controle críticos na automação industrial, controle de motores, sistemas HVAC e inúmeras outras aplicações onde o tempo preciso determina a confiabilidade e a segurança do sistema. Selecionar a faixa de tempo errada — seja muito estreita ou muito ampla — pode causar falhas operacionais, danos ao equipamento ou comprometer a segurança. Este guia fornece métodos de cálculo práticos, exemplos detalhados e tabelas de referência rápida para ajudar engenheiros e técnicos a especificar com confiança as faixas de tempo do relé temporizador para qualquer aplicação.
Compreendendo as Faixas de Tempo do Relé Temporizador
A faixa de tempo de um relé temporizador refere-se ao intervalo ajustável de valores de tempo que o dispositivo pode fornecer, como 0,1-1 segundo, 1-10 segundos ou 1-10 minutos. Isso difere da precisão de temporização, que descreve com que precisão o relé atinge o valor de tempo definido.
Faixa de Tempo vs. Precisão de Temporização
Compreender esta distinção é crucial para a especificação adequada:
| Característica | Definição | Exemplo | Impacto na Seleção |
|---|---|---|---|
| Intervalo De Tempo | A amplitude dos valores de tempo ajustáveis disponíveis | 6-60 segundos, 1-10 minutos | Deve abranger os requisitos do seu processo |
| Precisão de Temporização | Quão próximo o tempo real está do valor definido | ±5%, ±0,5% + 150ms | Crítico para operações sincronizadas |
| Repetibilidade | Consistência do tempo em vários ciclos | ±0,5%, ±1% | Importante para processos previsíveis |
De acordo com a IEC 61812-1 (a principal norma internacional para relés temporizadores industriais), a precisão de temporização é normalmente expressa como uma porcentagem do valor definido ou da faixa de escala completa. Por exemplo, um temporizador com precisão de ±5% definido para 10 segundos opera entre 9,5 e 10,5 segundos.
Faixas de Tempo Comerciais Comuns
Os relés temporizadores industriais são fabricados com faixas de tempo padronizadas para cobrir diversas aplicações:
| Intervalo De Tempo | Incremento Típico | Aplicações comuns | Tipo De Relé |
|---|---|---|---|
| 0,1-1 segundo | 0,01s | Processos de alta velocidade, pulsos rápidos, embalagem | Multifuncional eletrônico |
| 1-10 segundos | 0.1s | Sequenciamento de máquinas, partida suave do motor | Eletrônico padrão |
| 6-60 segundos | 1s | Atrasos de partida HVAC, proteção do motor | Eletromecânico/Eletrônico |
| 1-10 minutos | 6s ou 0,1min | Atrasos de iluminação, ventilação, ventiladores de resfriamento | Eletrônico de multi-faixa |
| 1-10 horas | 6min ou 0,1hr | Processos de longa duração, agendamento de manutenção | Temporizadores especializados |
| 10-300 horas | Variável | Operações de ciclo estendido, funções de calendário | Temporizadores programáveis |
Ponto Chave: O seu requisito de tempo calculado deve estar dentro de uma única faixa disponível. Se o seu processo precisar de 45 segundos de atraso, você não pode usar um relé de faixa de 1-10 segundos — você precisa de uma faixa de 6-60 segundos ou 1-10 minutos.
Método de Cálculo da Faixa de Tempo Passo a Passo
Passo 1: Identifique os Requisitos de Tempo do Seu Processo
Comece determinando o tempo real que sua aplicação precisa. Isso requer analisar as especificações do seu processo ou equipamento.
Perguntas a responder:
- Qual é o atraso de tempo mínimo necessário para uma operação segura/adequada?
- Qual é o atraso máximo aceitável antes que ele impacte o processo?
- Existem múltiplos requisitos de tempo (início, execução, parada)?
- O tempo se repete ciclicamente ou ocorre uma vez por gatilho?
Exemplo 1 – Ventilador de Resfriamento do Motor:
Um fabricante de motor de 15 kW especifica que o ventilador de resfriamento deve funcionar por “pelo menos 3 minutos” após o desligamento do motor para evitar danos aos rolamentos.
- Requisito base: 3 minutos (180 segundos)
- Tipo: Retardo na desenergização (o ventilador continua após a parada do motor)
Exemplo 2 – Partida Sequencial da Esteira Transportadora:
A esteira transportadora A deve iniciar, então a esteira transportadora B inicia “5-8 segundos depois” para evitar o congestionamento do produto.
- Requisito base: Atraso de 5-8 segundos
- Tipo: Retardo no arranque (Correia B arranca após atraso)
Passo 2: Selecionar o Modo de Temporização Adequado
Diferentes modos de temporização servem diferentes funções. Selecionar o modo errado é um erro comum que torna os cálculos sem sentido.
Tabela de Decisão do Modo de Temporização
| Se a Sua Aplicação Necessitar de… | Selecionar Modo | Base de Cálculo do Tempo |
|---|---|---|
| Equipamento para ARRANCAR após um atraso após o acionamento da entrada | Atraso (Retardo no Fecho) | Tempo desde a entrada LIGADA até à saída LIGADA |
| Equipamento para CONTINUAR a funcionar por um tempo definido após a paragem da entrada | Atraso (Retardo na Abertura) | Tempo desde a entrada DESLIGADA até à saída DESLIGADA |
| Equipamento para funcionar por uma duração fixa e depois parar automaticamente | Temporizador de Intervalo (Monoestável) | Duração do pulso de saída LIGADO |
| Equipamento para ciclo continuamente entre estados ligado e desligado | Temporizador Cíclico | Tempo LIGADO e tempo DESLIGADO (pode necessitar de 2 configurações) |
| Arranque de motor Estrela-Triângulo controlo de sequência | Temporizador Estrela-Triângulo | Tempo de transição de estrela para triângulo |
Erro Comum: Confundir retardo no arranque com retardo no desligamento. Quando uma ventoinha de arrefecimento deve funcionar “5 minutos após o equipamento desligar”, isso é retardo no desligamento, não retardo no arranque.
Passo 3: Aplicar Fatores de Segurança e Margens
Não especifique um intervalo de tempo do relé temporizador que corresponda exatamente ao seu requisito mínimo. As condições do mundo real exigem margens de segurança.
Fórmula do Fator de Segurança
A fórmula geral para calcular a especificação de tempo necessária é:
Intervalo de Tempo Necessário = Tempo Base do Processo × (1 + Fator de Segurança)
Onde o Fator de Segurança contabiliza:
- Tolerância de temporização (precisão do relé)
- Variações ambientais (efeitos da temperatura)
- Envelhecimento dos componentes (desvio ao longo dos anos)
- Flexibilidade de ajuste (ajuste fino durante o comissionamento)
Fatores de Segurança Recomendados por Tipo de Aplicação
| Tipo De Aplicação | Fator de segurança | Margem Total | Justificação |
|---|---|---|---|
| Funções Críticas de Segurança | 1.3-1.5 | +30-50% | Não pode tolerar falha de temporização; deve contabilizar as condições do pior caso |
| Proteção Do Motor | 1.2-1.3 | +20-30% | As constantes de tempo térmicas variam; impede disparos incômodos ou proteção inadequada |
| Controlo Sequencial | 1.15-1.25 | +15-25% | Permite o ajuste da sincronização; impede colisão/encravamento |
| Sistemas AVAC/Edifícios | 1.1-1.2 | +10-20% | Otimização da eficiência energética; ajuste do conforto dos ocupantes |
| Temporização Não Crítica | 1.05-1.1 | +5-10% | Margem mínima para precisão e ajuste do relé |
Detalhe da Margem Detalhada
Margem de Tolerância do Componente:
- Precisão do temporizador eletrónico: tipicamente ±0,5% a ±5% (de acordo com a IEC 61812-1)
- Adicionar margem = Tempo Base × (Precisão % × 2)
Margens Ambientais e de Envelhecimento:
- Efeitos da temperatura: ±0,01-0,03% por °C
- Desvio do componente ao longo de 5 a 10 anos: +1-2%
- Flexibilidade de ajuste: 10-20%
Exemplo De Cálculo: Ventoinha de arrefecimento do motor (base de 3 minutos)
- Tempo base: 180 segundos
- Aplicar fator de proteção do motor: 180s × 1,25 = 225 segundos
- Selecionar Intervalo de 1 a 10 minutos, definir para 4 minutos
Passo 4: Corresponder aos Intervalos de Relés Temporizadores Disponíveis
Depois de calcular o tempo necessário com margens de segurança, selecione um relé temporizador comercial cujo intervalo abranja a sua especificação.
Árvore de Decisão de Seleção
Se o requisito de tempo calculado estiver dentro de um único intervalo padrão:
✓ Selecione esse intervalo (por exemplo, requisito de 219s → intervalo de 1 a 10 minutos)
Se o tempo calculado estiver entre dois intervalos:
- Opção 1: Selecione o intervalo superior seguinte para máxima flexibilidade de ajuste
- Opção 2: Selecione o intervalo inferior se acomodar o seu máximo com margens
- Recomendação: Escolha o intervalo superior, a menos que se apliquem restrições de custo ou precisão
Se o tempo calculado exceder os intervalos padrão:
- Considere temporizadores especializados de intervalo estendido (até 300 horas)
- Avalie controladores lógicos programáveis (CLPs) para temporização complexa
- Use vários temporizadores em configuração em cascata
Considerações sobre Ajustabilidade e Resolução
| Tipo de Intervalo | Resolução | Melhor para |
|---|---|---|
| Tempo fixo | Nenhum | Processos padronizados |
| Ajuste de discagem | ~2-5% da escala | Ajuste de campo |
| Visor digital | 0.1-1% | Aplicações de precisão |
Crítico: Uma discagem de 1 a 10 minutos com apenas 10 posições permite apenas configurações de 1, 2, 3…10 minutos.
Exemplos Práticos de Cálculo
Exemplo 1: Desligamento Atrasado da Ventoinha de Arrefecimento do Motor
Aplicação: Compressor industrial com ventoinha de arrefecimento que deve funcionar após a paragem do motor.
Requisitos:
- Especificações térmicas do motor: tempo mínimo de arrefecimento de 180 segundos
- Ambiente: fábrica poeirenta, -10°C a +45°C
- Criticidade da aplicação: Alta (proteção do rolamento)
Cálculo:
- Tempo base do processo: 180 segundos (3 minutos)
- Selecione o modo de temporização: Retardo na desenergização (o ventilador continua após a parada do motor)
- Aplicar fatores de segurança:
- Fator de proteção do motor: 1,25 (por tabela)
- 180s × 1,25 = 225 segundos (3,75 minutos)
- Corresponder ao intervalo:
- Calculado: 225s cai no intervalo de 1 a 10 minutos (60-600s)
- Selecionar: Temporizador de intervalo de 1 a 10 minutos
- Configuração recomendada: 4 minutos (240s) para margem confortável
Especificação: Relé temporizador de desligamento atrasado VIOX, intervalo de 1 a 10 minutos, precisão ≤±1%, fonte de alimentação universal AC/DC
Exemplo 2: Inicialização Sequencial de Equipamentos
Aplicação: Fábrica de processamento químico com três bombas que devem iniciar sequencialmente.
Requisitos:
- Bomba 1: inicia imediatamente
- Bomba 2: inicia 8 segundos após a Bomba 1
- Bomba 3: inicia 8 segundos após a Bomba 2
- Motivo: Evitar pico de demanda elétrica
Cálculo:
- Tempo base do processo: 8 segundos entre as partidas
- Selecione o modo de temporização: Ligamento atrasado (cada bomba inicia após o atraso)
- Aplicar fatores de segurança:
- Fator de controlo sequencial: 1,2
- 8s × 1,2 = 9,6 segundos
- Corresponder ao intervalo:
- Calculado: 9,6s cabe no intervalo de 1 a 10 segundos
- Selecionar: Temporizador de intervalo de 1 a 10 segundos (necessita de 2 unidades)
- Configuração recomendada: 10 segundos para cada atraso
Especificação: Dois relés temporizadores VIOX com retardo na energização, faixa de 1-10 segundos, ajuste digital, repetibilidade ≤±0,5%
Exemplo 3: Sistema de Irrigação Cíclica
Aplicação: Controlador de zona de irrigação agrícola.
Requisitos:
- Tempo de LIGADO da zona: 12 minutos (fluxo de água)
- Tempo de DESLIGADO da zona: 48 minutos (absorção do solo)
- Ciclos continuamente durante o período de irrigação
Cálculo:
- Tempos de processo base: 12 min LIGADO, 48 min DESLIGADO
- Selecione o modo de temporização: Temporizador cíclico (assimétrico ligado/desligado)
- Aplicar fatores de segurança:
- Aplicação não crítica: fator 1,1
- LIGADO: 12 min × 1,1 = 13,2 min
- DESLIGADO: 48 min × 1,1 = 52,8 min
- Corresponder ao intervalo:
- Ambos os valores se encaixam na faixa de 1-10 minutos? Não (52,8 > 60 min)
- Necessidade: faixa de 1-10 horas para o tempo DESLIGADO
- Alternativa: Use a faixa de 10-100 minutos, se disponível
- Configurações recomendadas: LIGADO = 15 min, DESLIGADO = 1 hora (compromisso para faixa padrão)
Especificação: Relé temporizador cíclico VIOX com faixas duplas ajustáveis, ou temporizador multifuncional com configurações de tempo LIGADO/DESLIGADO separadas
Erros Comuns na Seleção da Faixa de Tempo
Evitar essas armadilhas garante um desempenho confiável do relé temporizador:
| Erro | Consequência | Solução |
|---|---|---|
| Especificar o tempo mínimo exato sem margem | O processo falha quando o relé opera no limite de tolerância inferior (-5%) | Sempre adicione um fator de segurança mínimo de 10% |
| Selecionar o modo de temporização errado (retardo na energização em vez de retardo no desligamento) | O equipamento opera ao contrário do pretendido; falha completa do sistema | Analise cuidadosamente quando a saída deve ativar/desativar |
| Ignorar a resolução do ajuste | Não é possível definir o tempo exato necessário; forçado a usar um valor aproximado | Verifique a folha de dados para a resolução real (por exemplo, dial de 10 posições = 10% passos) |
| Desconsiderar fatores ambientais | A temporização varia significativamente em temperaturas extremas | Adicione uma margem de 2-3% para ambientes industriais, verifique a faixa de temperatura de operação |
| Usar faixa superdimensionada para aplicações de precisão | Resolução e precisão ruins na extremidade inferior da faixa | Selecione a menor faixa que acomode o requisito com margens |
| Esquecer o envelhecimento dos componentes | O temporizador sai da especificação após 3-5 anos | Adicione uma margem de envelhecimento de 2% para instalações de longo prazo |
| Não considerar transientes de irrupção/inicialização | A temporização do relé começa antes que o equipamento realmente se estabilize | Adicione o tempo de acomodação transitória ao requisito base |
Exemplo Real de Seleção de Modo Errado:
Um engenheiro especificou um temporizador com retardo na energização para um ventilador que precisava “funcionar por 5 minutos após a parada do processo”. Resultado: O ventilador começaria 5 minutos após o início do processo (retardo na energização) e, em seguida, funcionaria continuamente. A escolha correta era retardo no desligamento, que mantém o ventilador funcionando por 5 minutos após a parada do processo.
Referência Rápida para Especificação da Faixa de Tempo
Por Aplicação da Indústria
| Categoria de aplicação | Faixa de Tempo Típica Necessária | Faixa Recomendada | Modo de Temporização | Considerações Importantes |
|---|---|---|---|---|
| Partida Suave do Motor | 5-30 segundos | 1-10 segundos ou 6-60 segundos | Retardo na energização | Combine com a inércia do motor; motores maiores precisam de mais tempo |
| Resfriamento/Continuação do Motor | 2-10 minutos | 1-10 minutos | Retardo no desligamento | Com base na constante de tempo térmica |
| Transição Estrela-Triângulo | 3-15 segundos | 1-10 segundos | Estrela-triângulo (especializado) | De acordo com as especificações do fabricante do motor |
| Partida Sequencial HVAC | 10-60 segundos | 6-60 segundos | Retardo na energização | Escalonar para reduzir a demanda |
| Atraso no Desligamento da Iluminação | 30 segundos – 5 minutos | 1-10 minutos | Retardo no desligamento | Códigos de energia e preferência do usuário |
| Intertravamento de Segurança | 0,5-5 segundos | 0,1-1 segundo ou 1-10 segundos | Intervalo ou retardo na energização | Deve atender aos padrões de segurança (IEC 61508) |
| Sequenciamento de Transportadores | 3-20 segundos | 1-10 segundos | Retardo na energização | Baseado no tempo de transferência do produto |
| Alternância de Bombas | 1-24 horas | 1-10 horas ou programável | Cíclico | Distribuição uniforme do desgaste |
| Tempo de Imersão do Processo | 5-60 minutos | 1-10 minutos ou 1-10 horas | Intervalo de | Dependente da receita; use ajuste digital |
| Zonas de Irrigação | 5-30 minutos LIGADO, 15-120 minutos DESLIGADO | 1-10 horas com configurações duplas | Cíclico | Tipo de solo e necessidades da planta |
Diretrizes de Seleção Rápida
Processo Padrão:
- Calcular o tempo base → adicionar fator de segurança de 20-30% → selecionar a próxima faixa padrão
- Verificar a precisão ≤±5% (geral) ou ≤±1% (crítico)
Segurança Crítica:
- Adicionar fator de segurança de 30-50%
- Especificar precisão e repetibilidade ≤±1%
- Documentar conforme ISO 13849 ou IEC 61508
Perguntas Frequentes
Qual a margem de segurança que devo adicionar ao meu cálculo de relé temporizador?
Para funções de segurança críticas, adicione 30-50%. A proteção do motor necessita de 20-30%. O controlo sequencial e o AVAC requerem 15-25%. Mesmo as aplicações não críticas devem ter pelo menos uma margem de 10%.
E se o meu requisito de tempo estiver entre dois intervalos de temporizador disponíveis?
Selecione a gama imediatamente superior. Se calcular 35 segundos (com margens), escolha a gama de 6-60 segundos em vez da gama de 1-10 segundos para máxima flexibilidade de ajuste.
Posso usar um relé temporizador com uma faixa mais ampla para maior flexibilidade?
Sim, mas gamas mais amplas podem ter menor resolução. Um temporizador de 1 a 10 minutos pode oferecer precisão de 0,1 minutos, enquanto um modelo de multi-gama pode fornecer apenas precisão de 6 segundos. Para aplicações de precisão, selecione a gama mais estreita que abranja o seu requisito.
Quão precisos precisam ser os cálculos de relés temporizadores?
Faça corresponder o rigor à criticidade. As aplicações de segurança exigem cálculos documentados de acordo com a IEC 61508. A proteção do motor requer análise térmica. As aplicações gerais precisam de cálculos básicos com margem de segurança 20%.
Que fatores afetam o tempo real em instalações reais?
A temperatura (±0,01-0,03%/°C), variações na tensão de alimentação (±1-2%), envelhecimento dos componentes (+1-2% ao longo de 5-10 anos) e EMI em ambientes ruidosos afetam a temporização. As margens de segurança absorvem estas variações.
Como calculo o intervalo de tempo para temporizadores cíclicos?
Calcule os tempos de LIGADO e DESLIGADO separadamente, aplicando fatores de segurança de 10-20% a cada um. Especifique um temporizador cíclico assimétrico ou use temporizadores de retardo na LIGAÇÃO e retardo no DESLIGAMENTO separados em série.
Devo considerar o tempo de comutação do contato?
Normalmente não. A comutação de contactos (5-20ms) é negligenciável para intervalos de segundos a horas. Para aplicações de alta velocidade (intervalo de 0,1 a 1 segundo), verifique as folhas de dados ou utilize saídas de estado sólido (comutação <1ms).
Conclusão
Calcular a faixa de tempo correta para o seu relé temporizador é um processo sistemático que garante uma operação confiável e evita erros dispendiosos. A metodologia de quatro etapas — identificar os requisitos de tempo do processo, selecionar o modo de temporização apropriado, aplicar fatores de segurança adequados e corresponder às faixas comerciais — fornece uma estrutura para decisões de especificação confiantes.
Lembre-se de que as margens de segurança não são luxos opcionais, mas provisões essenciais para variações do mundo real em tolerância, ambiente e envelhecimento. Uma especificação de relé temporizador devidamente calculada leva em conta as condições de pior caso, ao mesmo tempo em que oferece flexibilidade de ajuste durante o comissionamento e a operação.
Para aplicações críticas, sempre consulte as especificações do fabricante, verifique as classificações de precisão e repetibilidade de acordo com a IEC 61812-1 e documente seus cálculos para referência futura. Os relés temporizadores VIOX oferecem uma gama abrangente de faixas de tempo, especificações de alta precisão e opções de montagem flexíveis para atender a diversos requisitos industriais, comerciais e de automação.
Em caso de dúvida, opte por margens de segurança maiores e selecione componentes de qualidade de fabricantes respeitáveis. O pequeno custo adicional é insignificante em comparação com as despesas de tempo de inatividade do sistema, danos ao equipamento ou incidentes de segurança causados por especificações incorretas do relé temporizador.
