Contatores

Introduo Contatores Diagramas eltricos Exemplo de aplicao

Dispositivos de ComandoPrincpios de automao de sistemas eltricos

Giovanni Manassero Junior

Depto. de Engenharia de Energia e Automao EltricasEscola Politcnica da USP

31 de maro de 2014

EPUSP Giovanni Manassero Junior 1


Consideraes iniciais

Automao de sistemasIntroduo

A automao consiste no uso de sistemas e de tecnologias deinformao para reduzir a utilizao de mo de obra na produo debens e servios;

No escopo da industrializao, a automao um passo avante mecanizao;

A mecanizao consiste na substituio da mo de obra humana e/ouanimal pelo uso de dispositivos mecnicos.



Mecanizao vs. Automao

Automao de sistemasMecanizao x Automao

A tabela a seguir apresenta uma comparao simples entre o conceitode mecanizao e o conceito de automao;

Vale ressaltar que nos processos automatizados, h sempre umoperador que supervisiona o sistema de automao.

Ao Mecanizao Automao

Operao O operador acompanha O sistema realiza e controlae realiza parte do processo o processo

Escopo No h repasse das atividades Parte das atividades intelectuaisintelectuais para o sistema repassada ao sistema

Qualidade de responsabilidade O sistema calcula a atividadedo operador corretiva mais apropriada



Automao de sistemas

Automao de sistemasRudimentos de automao

Atualmente, a fonte primria de energia da grande maioria dossistemas produtivos industriais utiliza a energia eltrica;

A figura ilustra rudimentos de um sistema de automao, de formagenrica.

Fonte deEnergia

Comandoda carga

Carga

Sinalizao



Automao de sistemas

Rudimentos de automaoAcionamento e sinalizao

Fonte deEnergia

Comandoda carga

Carga

Sinalizao

+Lmpada

Icarga IlampIcarga + I lamp



Automao de sistemas

Acionamento e sinalizao possvel efetuar o acionamento distncia?

Uma das fomas que poderia ser empregada para o acionamento adistncia est ilustrada na figura;

No entanto, essa forma possui desvantagens (longos circuitos paraacionamento, confiabiliade, manuteno, etc.).

+ Icarga

LmpadaIlamp

Icarga + I lamp

Icarga + I lamp

Fonte deEnergia

CargaComando

e sinalizao



Automao de sistemas

Acionamento distnciaChaves comandadas distncia?

Uma das fomas de solucionar as desvantagens da abordagem anterior, dotar as chaves de acionamento distncia

+ IcargaIcarga + I lamp+ Icarga

LmpadaIlamp

Icarga + I lamp

Fonte deEnergia

Carga

Comandoe sinalizao

?



Aspectos construtivos

Contator (Chave magntica)Aspectos construtivos

Contato N.F.

Contato N.A.

Parte mvel

Mola

Contato de alimentaoda bobina

Base fixa

Bobina



Diagrama e princpio de funcionamento

Chave magnticaPrincpio de funcionamento



Circuitos eltricos

Circuitos eltricosTipos de circuitos

Quando a automao efetuada por meio de contatores, usualmentedividem-se os circuitos eltricos em:

Fontes: responsveis pela alimentao da carga e, normalmente,so monofsicas ou trifsicas;

Cargas: dispositivos eltricos utilizados nas instalaes e,normalmente, so monofsicas ou trifsicas;

Comando: responsveis pela alimentao das cargas, a partirdas fontes existentes;

Sinalizao: dispositivos que indicam o estado de operao dascargas e, normalmente so lmpadas de sinalizao, alarmes,etc.



Circuitos eltricos

Circuitos eltricosTipos de circuitos

Os elementos de comando e sinalizao normalmente consomempotncia bastante reduzida, quando comparados com as cargas;

Ao Sistema Potncia

Fonte monofsica e/ou elevadatrifsica

Comando monofsico baixa

Sinalizao monofsico baixa

Os contatos que conectam a fonte carga so denominados contatosprincipais, os demais so denominados contatos auxiliares.



Acionamento de cargas

Chave magnticaAcionamento de cargas



Normatizao

Diagramas esquemticosNormatizao

As normas empregadas para a representao dos elementos deautomao so:

IEC 60617:2001 - Graphical Symbols for Diagrams (InternationalElectrotechnical Commission);

IEEE Std 315-1975 (Reaffirmed 1993) - Standard ReferenceDesignations for Electrical and Electronics Parts and Equipments;

ABNT 12523:1992 - Smbolos grficos de equipamentos demanobra e controle e de dispositivos de proteo (Cancelada em08/11/2012 e provavelmente substituda pela IEC60617).



Normatizao

Diagramas esquemticosIEC60617:2001 - Graphical Symbols for Diagrams

Bobina Temporizador

Contatos

N.A. N.F.

Ao desligara bobina

Ao ligara bobina

Rel Trmico

N.A.

N.F.

Botes

N.A.

N.F.

De pressionar,com retornoautomtico

Lmpada Boto

Manual

Fusvel

Ao desligara bobina

Ao ligar e



Normatizao

Diagramas esquemticosExemplo de aplicao

Fase AFase BFase C

P1 P2 P3 A1 A2 Boto "Liga"

Boto "Desliga"

C1

Neutro

C1 C1 C1 C1 C1_____



Normatizao

Separao entre circuitosPotncia, comando e sinalizao

Fase AFase BFase C

P1 P2 P3C1 C1 C1___

Fonte de Energia

Carga

A2 Boto "Liga"

Boto "Desliga"

C1

Neutro

C1_

FaseComando da carga

SinalizaoNeutro

A1C1_

Fase



Proteo trmica

Dispositivo de proteo trmicaAspectos construtivos

O dispositivo de proteo trmica um elemento, que conectado emsrie com os contatos principais do contator;

Alm disso, esse elemento possui um contato normalmente fechado,que conectado em srie com a bobina do contator;

Quando o dispositivo de proteo trmica percebe a presena desobrecorrente, seu contato srie abre, desenergizando a bobina docontator;



Proteo trmica

Dispositivo de proteo trmicaAspectos construtivos

O dispositivo convencional determina a presena de sobrecorrente pormeio de pares bimetlicos que se aquecem quando da passagem decorrente acima da nominal;

Normalmente no possvel religar esse dispositivo instantaneamente,nem remotamente.



Proteo trmica

Funcionamento do rel trmico (Fonte: Revista "O Setor Eltrico",Edio 45, Out/2009)

Boto de rearme

Boto de teste

L1T1 L2T2 L3T3

98 97 95

96

95, 96: contatos NF97, 98: contatos NA

Lminas bimetlicas principais

Lmina bimetlica de compensao



Porto de garagem

Exemplo de aplicaoPorto de garagem

Deve-se comandar um motor para abertura e fechamento de um portode garagem, a partir de quatro pontos distintos e considerando aseguinte lgica de funcionamento;

Quando o porto estiver fechado e houver um acionamento para a suaabertura, ele deve abrir totalmente e o motor deve desligar quando issoocorrer;

Da mesma forma, quando o porto estiver aberto e houver umacionamento para o seu fechamento, ele deve fechar totalmente e omotor deve desligar quando isso ocorrer;



Porto de garagem


Quando a porta estiver abrindo, deve acender uma luz amarela nospontos de comando;

Quando a porta estiver fechando deve acender uma luz verde nospontos de comando;

Caso haja atuao do elemento trmico e o motor desligar, deveacender uma luz vermelha nos pontos de comando.



Porto de garagem


Motor

Porto

Fins de curso



Porto de garagem

Porto de garagemCircuito de fora

Fase AFase BFase C

P1 P2 P3C1 C1 C1___

Fonte de Energia

P1 P2 P3C2 C2 C2___



Porto de garagem

Porto de garagemCircuitos de sinalizao e comando

A2

A1 Boto "Abre"

Boto "Desliga"

C1Neutro

C1_

Fase

Neutro

A3C1_

Fase

Fim de curso"Aberto"

C2_ A2

A1 Boto "Fecha"

C2

C2_

Fim de curso"Fechado"

C1_

A1T_

Verde

A3C2_

Amarelo

A2T_

Vermelho


IntroduoConsideraes iniciaisMecanizao vs. AutomaoAutomao de sistemas

ContatoresAspectos construtivosDiagrama e princpio de funcionamento

Diagramas eltricosCircuitos eltricosAcionamento de cargasNormatizaoProteo trmica


0.0: 0.1: 0.2: 0.3: 0.4: 0.5: 0.6: 0.7: 0.8: 0.9: 0.10: 0.11: 0.12: 0.13: 0.14: 0.15: 0.16: 0.17: anm0: 0.EndLeft: 0.StepLeft: 0.PauseLeft: 0.PlayLeft: 0.PlayPauseLeft: 0.PauseRight: 0.PlayRight: 0.PlayPauseRight: 0.StepRight: 0.EndRight: 0.Minus: 0.Reset: 0.Plus: 1.0: 1.1: 1.2: 1.3: 1.4: 1.5: 1.6: 1.7: 1.8: 1.9: 1.10: 1.11: 1.12: 1.13: 1.14: 1.15: 1.16: 1.17: anm1: 1.EndLeft: 1.StepLeft: 1.PauseLeft: 1.PlayLeft: 1.PlayPauseLeft: 1.PauseRight: 1.PlayRight: 1.PlayPauseRight: 1.StepRight: 1.EndRight: 1.Minus: 1.Reset: 1.Plus:

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