Circuitos Permissivos e de Intertravamento em Sistemas de Controle Industrial

Uma aplicação prática de lógica de chaves e relés é em sistemas de controle onde várias condições de processo devem ser atendidas antes que um equipamento possa iniciar.

Um exemplo comum é o sistema de controle de queimadores para grandes fornos de combustão. Para iniciar os queimadores com segurança, a lógica de controle deve receber "permissão" de múltiplas chaves de processo: pressão de combustível alta e baixa, fluxo de ventilador de ar, posição de registro de exaustão, posição de porta de acesso, e mais.

Cada condição de processo é chamada de permissiva. Os contatos permissivos são ligados em série de modo que se qualquer um detecta condição insegura, o circuito abre.

Se todas as condições permissivas são satisfeitas, CR₁ energiza e a lâmpada verde ilumina. Em sistema de produção, um relé de controle ou solenoide de válvula de combustível seria colocado naquele degrau, ativando apenas quando todos os contatos permissivos estão fechados.

Se qualquer condição falha, a string série abre, CR₂ desenergiza, e a lâmpada vermelha acende.

Note que a chave de alta pressão de combustível é normalmente fechada: ela abre quando pressão excede o ponto de ajuste. Como o estado normal de uma chave de pressão é zero (baixa) pressão, escolhemos dispositivo normalmente-fechado para disparar em excesso de pressão.

Lógica de Relé em Sistemas de Controle

Lógica de relé também garante que dois eventos mutuamente exclusivos não possam ocorrer simultaneamente. Caso típico é controle de motor reversível, onde dois contatores comutam a sequência de fases do motor. Energizar ambos contatores de avanço e ré simultaneamente poderia curto-circuitar fases A e B.

Com contator M₁, fases A, B e C conectam diretamente a terminais do motor 1, 2 e 3. Com contator M₂, fases A e B são invertidas, revertendo rotação do motor.

O diagrama também mostra contato térmico de sobrecarga "OL" normalmente-fechado em cada fase. Se elemento aquecedor superaquece, contato abre e bloqueia energização de ambos contatores.

Este design funciona apenas se operador nunca pressionar ambos botões ao mesmo tempo. Acionamento simultâneo curto-circuitaria fases A e B, criando condição perigosa.

Prevenindo Curto-Circuitos com Intertravamentos

Para eliminar este risco, o circuito pode ser ligado de modo que energizar um contator automaticamente desabilite o outro. Isso é chamado intertravamento e é tipicamente alcançado com contatos auxiliares:

Quando M₁ energiza, seu contato auxiliar normalmente-fechado abre, impedindo M₂ de energizar mesmo se botão de ré for pressionado. O inverso é verdadeiro quando M₂ é energizado.

Alguns contatores incluem intertravamento mecânico — alavanca que fisicamente previne ambas armaduras de fechar juntas. Para segurança adicional, intertravamentos elétricos podem ser combinados com mecânicos, e a simplicidade do circuito torna esta prática padrão na indústria.

Revisão:

• Contatos de chave que interrompem circuito quando certas condições físicas não são atendidas são chamados contatos permissivos; o sistema requer sua "permissão" para ativar.
• Contatos de chave que impedem sistema de controle de executar duas ações incompatíveis simultaneamente são chamados intertravamentos.

Planilhas Relacionadas:

• Planilha de Relés Eletromecânicos com Atraso de Tempo