O Papel Vital dos Contatores na Eficiência Energética da Automação de sistemas seguros
A troca eficiente de energia é um aspecto crucial em diversos sistemas de automação, principalmente quando estamos tratando de sistema de segurança. A maioria dos painéis de controle em equipamentos automatizados incorpora contatores internos para gerenciar o fluxo de energia. Sendo ele o dispositivo final que executa o acionamento do elemento de segurança da malha de segurança, pois é responsável em ligar e ou desligar o circuito de comando crítico.
Desde um simples simples sistema de liga/desliga para um motor até equipamentos avançados de montagem automatizada, todos esses sistemas empregam contatores para o controle de energia de maneira precisa e eficaz. Portanto, compreendermos o funcionamento dos contatores é fundamental para garantirmos o desempenho adequado e a segurança dos sistemas automatizados.
O que é um Contator?
Um contator é um dispositivo eletromecânico essencial em sistemas de controle elétrico, projetado para interromper ou estabelecer o fluxo de corrente em circuitos de potência. Similar a um relé, o contator difere em sua capacidade de controlar circuitos com múltiplos polos simultaneamente e suportar tensões significativamente mais elevadas.
Enquanto os relés são geralmente limitados a algumas centenas de volts, os contatores são construídos para lidar com altas voltagens, muitas vezes alcançando milhares de volts, e são capazes de conduzir correntes substanciais. Este aumento na capacidade de suportar tensão e corrente torna os contatores ideais para aplicações que exigem controle de motores elétricos e outros dispositivos de alta potência.
Um contator típico é composto por uma bobina eletromagnética que, quando energizada, atrai contatos móveis para fechar ou abrir circuitos elétricos. A bobina do contator consome mais energia do que um relé convencional, geralmente operando em tensões de 24 VCC, 120 VCA ou até 240 VCA.
Os contatores são frequentemente utilizados em conjunto com dispositivos de proteção contra sobrecarga, como relés térmicos, para formar arrancadores de motores. Além disso, eles desempenham um papel vital no controle de outros equipamentos elétricos, incluindo servomotores, painéis de controle e robôs industriais.
Para monitorar o status operacional do contator, contatos auxiliares de menor amperagem podem ser incorporados ao design. Esses contatos auxiliares possibilitam a detecção de falhas ou condições anormais, permitindo uma resposta rápida por parte da equipe de manutenção ou operadores para resolver qualquer problema potencial no sistema elétrico.
Introdução ao Contator de Segurança
Contatores de segurança são componentes elétricos especializados que combinam as funções de um contator convencional com recursos de segurança avançados. Eles são projetados para garantir que todos os polos falhem no estado aberto, independentemente da presença de tensão de controle, por meio de conexões mecânicas entre seus contatos.
Características Básicas
As principais características de um contator de segurança incluem:
- Falha nos Polos Abertos: Os contatos de um contator de segurança permanecem abertos em caso de falha, impedindo a energização do sistema de segurança mesmo com a presença de tensão de controle.
- Monitoramento de Estado: Usando um contato auxiliar, o sistema de controle pode detectar falhas e notificar os operadores sobre o mau funcionamento do contator, evitando a energização do sistema de segurança.
- Identificação Visual: As linhas de produto de contatores de segurança da Allen-Bradley são identificadas por placas vermelhas, enquanto outras marcas podem utilizar outras cores (como amarelo ou vermelho) para indicar sua classificação de segurança.
Tipos e Aplicações
Alguns fabricantes oferecem contatores de segurança “acionados” por força(veja detalhes desse tipo de contator no final do texto) ou à prova de falhas que atendem aos requisitos dos contatores de segurança. Além disso, contatores de segurança não são exclusivos para uso com motores, podendo controlar a alimentação de 24VCC para outros dispositivos de automação, como bancos de válvulas pneumáticas ou sinais STO para robôs. Este método de controle seguro é conhecido como “energia comutada”.
Aplicações Industriais – Segurança versus Padrão
Ao projetar equipamentos industriais, é importante escolher o tipo de contator adequado para garantir a segurança dos operadores e a integridade do maquinário. A escolha entre um contator de segurança ou um contator padrão depende das necessidades específicas de cada aplicação.
Os contatores de segurança são projetados para abrir o circuito de segurança correspondente quando são energizados, o que pode ocorrer quando um botão de parada de emergência é pressionado, uma cortina de luz é quebrada ou uma porta do maquinário é aberta. Esses dispositivos são essenciais para garantir a segurança dos operadores e prevenir acidentes.
A frequência dos ciclos em um contator de segurança é geralmente baixa, uma vez que o maquinário só precisa ser desligado em situações de emergência. No entanto, é importante lembrar que mesmo em situações normais de operação, um contator de segurança pode ser necessário para garantir a segurança dos operadores.
Por outro lado, os contatores padrão são adequados para controlar dispositivos que não exigem recursos de segurança avançados. Se um contator padrão falhar na posição fechada, a simples abertura do circuito de segurança irá parar todos os dispositivos conectados a esse circuito. No entanto, é importante lembrar que em algumas aplicações, mesmo um pequeno erro pode ter consequências graves, tornando necessário o uso de contatores de segurança.
Em resumo, a escolha entre um contator de segurança e um contator padrão deve ser feita com base nas necessidades específicas de cada aplicação, levando em consideração os recursos de segurança necessários para garantir a integridade do maquinário e a segurança dos operadores.
Quando usar Contatores de Segurança
Ao projetar circuitos de segurança que incorporam contatores de segurança, é crucial considerar classificações de segurança específicas, como a Categoria 3 de segurança, que pode exigir o uso de contatores duplos. Nesse cenário, a tensão de controle deve passar por dois contatores em série. Essa redundância garante que, se um contator falhar em operar conforme o esperado, o outro contator ainda possa abrir o circuito em uma situação de emergência.
Certos projetistas de equipamentos optam por uma abordagem simplificada em seus projetos elétricos, empregando exclusivamente contatores à prova de falhas em circuitos seguros e não seguros. Essa estratégia não apenas simplifica a lista de materiais, mas também aumenta a robustez do sistema, já que os contatores à prova de falhas são projetados para suportar condições mais rigorosas e sempre falham em um estado aberto ou seguro.
Ao determinar se deve utilizar um contator de segurança ou um contator padrão, considere os requisitos operacionais do dispositivo. Se a operação do dispositivo estiver alinhada consistentemente com o circuito de segurança (ou seja, a máquina opera quando o circuito de segurança está ativo), um contator de segurança é a escolha preferida. Por outro lado, se você precisar alterar o estado do dispositivo antes ou depois de energizar o circuito de segurança, um contator padrão é mais adequado. É importante observar que a conformidade com outras regulamentações de projeto de máquinas ainda pode exigir o uso de contatores de segurança no ramo de tensão de controle.
Ao avaliar cuidadosamente esses fatores e selecionar o tipo apropriado de contator com base nas necessidades operacionais e requisitos de segurança, você pode garantir um desempenho ideal e conformidade em suas aplicações industriais.
Curiosidades para comandos para segurança de máquinas
Segurança de Máquinas e Cumprimento de NR-12 com TIA Portal (youtube.com)
PLC de Segurança e sua Importância na Automação Industrial
Citations:
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[4] https://portuguese.mmrtechnology.com/sale-37936549-allen-bradley-100-d110-contactor-ab-safety-contactors-reversible-allen-bradley-contactor.html
[5] https://amadi.mercadoshops.com.br/MLB-1643773174-rele-contator-seguranca-24vdc-10a-allen-bradley-700s-cfb620d-_JM