Comando de força série paralelo

- Circuito de força

- Circuito de comando convencional

- Circuito de comando por PLC – Diagrama Ladder

- Circuito de comando por PLC – Diagrama de blocos lógicos

No artigo anterior, atendendo pedidos apresentamos o fechamento de motores nas formas série e paralelo que permite funcionar com uma determinada tensão ou o dobro desta conforme o fechamento que for feito. Informamos que para isso é necessário um motor de no mínimo 9 pontas.

Agreguemos agora um maior valor prático, apresentando um circuito de comando de força que permite partir com a tensão menor e depois comutar para a tensão nominal das bobinas. O desenho a seguir mostra o circuito de força:

Aqui se observa a presença de dois reles térmicos, o que se explica porque em cada tipo de ligação há uma corrente característica e bem diferente uma da outra. Quando funciona com dupla estrela cada um térmico protege um grupo de bobinas.

Aqui falamos de tempo. Esse tempo é determinado pelo tempo de aceleração do motor e para contá-lo há um relé temporizado no circuito de comando que executa a seqüência de ligação e desligamentos dos contatores, mencionadas no quadro da figura acima.

F1, F2, e F3 são os fusíveis do circuito de força. K1,K2,K3 e K4 são os contatores que alimentam e/ou fazem os fechamentos necessários.

Os relés térmicos possuem os bornes de força por onde circula a corrente do motor e também os de comando que comutam quando a corrente escolhida foi atingida.

O circuito de comando na forma convencional utiliza os próprios contatos auxiliares dos contatores para fazer a lógica de programa. Por isso não foi necessário nenhum outro componente além do relé temporizado.

Ver figura abaixo:

Aqui esse KT1 é o relé temporizado. FT1 e FT2 são os contatos de comando dos relés térmicos, dos quais foram utilizados os contatos fechados.

Liga e desliga são botões de comando para essa finalidade. SH1 é uma lâmpada de sinalização que indica o final do processo de partida.

Aquele retângulo acima sem marcação é o fusível de comando.

Observem a seqüência:

Estando o fusível de comando em perfeito estado e os contatos de comando dos reles térmicos fechados, indicando que não desarmaram e o botão desliga em perfeito estado, contato fechado, o circuito está apto a iniciar seu processo de partida.

Assim, ao apertar momentaneamente o botão liga, o contator K4 é ligado através do contato fechado do relé temporizado e do contato fechado do contator K2 que por enquanto ainda não ligou.

Quando K4 ligou, imediatamente ele abre um contato fechado auxiliar impedindo a ligação de K3 e K2 e fecha outro contato auxiliar fazendo o contator K1 ligar e também o relé temporizado através do contato fechado de K2.

Quando K1 ligou, ele fecha dois contatos auxiliares: um provê a auto alimentação depois que o botão liga for liberado e abrir seu contato. O outro mantém K1 ligado quando K4 desligar.

Quando o relé temporizado concluir sua contagem de tempo o seu contato comuta, fazendo K4 desligar.

Quando K4 desliga, o contato normalmente fechado que estava aberto volta a fechar permitindo a ligação do contator K3.

Quando K3 ligou, seu contato auxiliar liga o contator K2 que o mantém ligado juntamente com K3 e a lâmpada de sinalização, pois ele também desligará o temporizado fazendo seu contato voltar a posição inicial.

Esses circuitos são os sugeridos no manual “Chaves de partida”.

Vários fabricantes de componentes elétricos possuem manuais de treinamento de cursos que administram para as empresas.

Peguei um que tinha em mãos no momento.

Agora vamos agregar um pouco mais de valor.

Vamos utilizar o mesmo exemplo, porem, construindo a lógica de comando da forma como os PLCs utilizam.

Existem duas possibilidades:

O diagrama Ladder(escada), aquele que parece com circuito de comando na norma NEMA, e o diagrama de blocos lógicos.

Essa parte eu tive que desenvolver e o fiz baseado num equipamento que tinha em mãos.

Usei o programa de um micro controlador ou um micro PLC modular.

Nesse caso o circuito ficou um pouco mais extenso porque o programa admite no máximo três entradas e uma saída por linha.

Assim quando temos mais de três entradas na mesma linha, temos que recorrer a uma saída interna intermediária e associá-la com as entradas restantes.

O mesmo acontece com os blocos lógicos que só admitem no máximo 3 entradas. Ver o desenho:

Aqui as entradas físicas, contatos de comando dos reles térmicos e dos botões liga e desliga são representados por I01, I02 e I03.

Como são dois térmicos, arbitrei que seriam ligados em série externamente e então conectados à entrada I01. Q1,Q2,Q3 e Q4 são respectivamente as saídas externas onde serão ligadas as bobinas dos contatores K1,K2,K3 e K4. T01 é o temporizado KT1 e Y01,Y02 e Y03 são saídas internas.

A vantagem desses micro controladores é que se pode simular o funcionamento.

Isso é ótimo, pois no computador assim como no papel não fecha curto, não queima, não da tiro nem nada, é como um jogo, se acerta tudo bem é só partir para a montagem física, caso contrário a gente tem a oportunidade de acertar até que funcione.

Como se observa, fisicamente só precisou das entradas (chaves, botões, etc) e as saídas onde são conectados aquilo que será ligado ( contatores, solenóides, etc).

Todos os contatos de reles e contatores adicionais que os circuitos possuem só servem mesmo para executar seqüências lógicas, ou seja, fazer a lógica de programa.

Isso é uma tarefa ótima para ser executado por um computador cujo serviço é exatamente esse: executar instruções de programa.

Aí surgiram os PLCs ou CLPs ou controladores lógicos programáveis que na verdade são computadores dedicados a esse tipo de serviço.

Um dos diagramas simbólicos mais conhecidos são os diagramas Ladder, ótimo para adaptar aos que já trabalhavam com circuitos elétricos dessa forma.

Vale dizer então que as barras paralelas que simbolizam os contatos abertos ou essas intercaladas por um traço oblíquo que representam contatos fechados, na verdade não o são.

São apenas símbolos chamados examine ON e examine OFF respectivamente.

Cada um deles na verdade é um bit de uma palavra digital formada pelo conjunto de entradas ou as internas.

Se além das entradas e saídas tudo então não passa de instruções lógicas então podemos utilizar um diagrama de blocos lógicos para realizar a representação dessa mesma seqüência de comando. Ver o desenho:

Somos totalmente livres quanto a forma de conceber o circuito de comando, elaborar um diagrama Ladder ou arrumar os blocos lógicos, desde que executem a mesma função que seja necessária e é claro, no final das contas funcione bem na simulação e depois quando for montado tudo fisicamente.

Da mesma forma somos livres para escolher o fabricante e produto que nos seja conveniente.

Existe muita coisa no mercado: desde aqueles PLCs grandões para atender subestações inteiras até os modulares com até 60 entradas e saídas e até os pequeninos como esse usado aqui de seis entradas e quatro saídas.

Outra vantagem desses pequeninos é que a programação também pode ser feita diretamente no frontal dele com as teclas que possui alem de serem fixados em trilho no painel como os relés comuns.

Os grandes admitem muito mais entradas por linha de programa o que torna os circuitos menos extensos.

Os circuitos lógicos aqui representados em blocos com três entradas e uma saída, também são representados de outras formas, como aparecem nos data sheets dos fabricantes de chips eletrônicos contendo esses circuitos, que quem quiser pode montar usando esse mesmo programa para interligá-los.

Olha gente, esse assunto de lógica é coisa antiga mesmo.

Nasceu como filosofia na Grécia antiga, passou pela matemática, eletrônica e agora já está no mundo dos computadores.

Mas isso é assunto para outra oportunidade.

robertovasco@hotmail.com