Um relé de acoplamento é usado principalmente para separação elétrica e transformação de tensão, por exemplo, de 24 V DC a 230 V CA. Também é utilizado para amplificar sinais fracos e pode ser utilizado para controlos gerais de relés e para sobretensão e proteção EMC de controlos.

As categorias de utilização para relés de acoplamento são definidas na IEC 60974-5-1 e estipulam as condições características de funcionamento. Os mais comuns são o AC-15 e o DC-13.

AC significa as categorias de utilização para tensão alternada. A aplicação típica do AC-15 é o controlo da carga electromagnética (para tensão alternada).

O número máximo de ciclos de comutação depende da carga a comutar, do projeto técnico do relé elementar e do material de contacto utilizado, por exemplo, AgNi + Au, AGnI, AgCDO, AgSnO2.

Para alternar correntes muito pequenas, por exemplo, em entradas de controlo, são utilizados contactos banhados a ouro duro.

Para comutação silenciosa, rápida e frequente, também podem ser utilizados contactos semicondutores.

De acordo com a norma IEC 60947, é definido como o número de ciclos de comutação sem carga que é alcançado ou excedido em 90% de todos os dispositivos em teste, sem reparação ou substituição de qualquer componente.

Isto é testado a uma frequência de comutação de 8 Hz e sem carga de contacto e também fornece uma indicação da resistência elétrica em cargas de contacto muito pequenas.

Selecção simples e normalização mundial, por exemplo, um relé de acoplamento 3RQ1/2 com uma tensão de 24 V CA/CC a 240 V CA/CC pode ser usado tanto para o mercado dos EUA (110 V CA) como para o mercado CE (240 V CA) ou também com uma fonte de alimentação de 24 V.

A segurança funcional define um estado em que o risco de danos é reduzido a um nível tolerável, ou que pode ser considerado livre de risco. Esta definição aplica-se consequentemente à segurança funcional das pessoas, máquinas e do ambiente.

A segurança funcional destina-se a garantir a proteção igual das pessoas e do ambiente em todos os países com padrões internacionalmente harmonizados. Além disso, muitos países têm leis que obrigam a conformidade com os aspetos de segurança. Esta obrigação pode muitas vezes ser cumprida aplicando as normas. Em particular, os seguintes padrões devem ser aplicados à automação de fábrica: IEC 61508. IEC 62061 e EN ISO 13849.

Os relés de acoplamento seguros são utilizados para a mesma finalidade que os relés de acoplamento padrão (consulte “Para que é utilizado um relé de acoplamento?”) e normalmente têm contactos orientados positivamente e certificação de segurança.

Na operação ligada mecanicamente de acordo com a IEC 60947-5-1 (IEC 61810-3), os contactos dos relés instalados estão ligados uns aos outros para que os contactos NO e os contactos NC nunca sejam fechados ao mesmo tempo. Desta forma, as falhas de abertura são detectadas de forma fiável e a máxima segurança é garantida.

Eles são usados como um elo de acoplamento para sinais, por exemplo: para controle à prova de falhas e expansão de saída (SIL 1-3) para relés de segurança com controle direto de atuadores e elementos de sinalização.

Também são utilizados em aplicações sem requisitos de segurança funcional. Neste caso, a operação mecanicamente ligada dos contactos é utilizada para feedback fiável, para comutação anti-paralela ou para o diagnóstico do contacto NC.

Os relés de segurança SIRIUS 3SK1 e os relés de acoplamento SIRIUS 3RQ1 guiados por força oferecem essa possibilidade. Isto significa que tanto o número de contactos como a capacidade de comutação do controlo à prova de falhas podem ser aumentados e amplificados até 10 A.

Encontrará mais informações nesta FAQ: https://support.industry.siemens.com/cs/de/en/view/76676971

A norma IEC 62061 “Segurança de máquinas — Segurança funcional de sistemas de controlo eléctricos, eletrónicos e programáveis” define requisitos abrangentes. Inclui recomendações para o desenvolvimento, integração e validação de sistemas de controlo eléctrico, eletrónico e programável (SRECS) relacionados com a segurança para máquinas. Pela primeira vez, a norma cobre toda a cadeia de segurança, do sensor ao actuador. O “Nível de Integridade de Segurança”, ou “SIL” para abreviar, é definido como o parâmetro de aplicação para esta norma. A norma não especifica requisitos de capacidade de desempenho para elementos de controlo não elétricos — por exemplo, hidráulicos e pneumáticos — relacionados com a segurança para máquinas.

A norma EN ISO 13849-1 “Segurança das máquinas — Componentes relacionados com a segurança dos sistemas de controlo, Parte 1: Princípios gerais para o design” substituiu a EN 954-1 no final de 2011. Tem em consideração a cadeia de segurança completa com todos os dispositivos envolvidos no seu desempenho. A EN ISO 13849-1 também faz uma análise quantitativa das funções de segurança. A norma descreve como determinar o “Nível de Desempenho”, abreviadamente “PL”, para partes relacionadas com a segurança dos sistemas de controlo com base nas arquitecturas especificadas para a vida útil pretendida. Quando várias peças relacionadas com a segurança são combinadas para formar um sistema completo, a norma explica como determinar o PL resultante. Pode ser aplicado a partes de sistemas de controlo relacionados com a segurança (SRP/CS) e a todos os tipos de máquinas, independentemente da tecnologia e energia utilizada, por exemplo, elétrica, hidráulica, pneumática ou mecânica.

Proporciona uma resistência elétrica muito elevada e um número quase ilimitado de ciclos de comutação. Também oferece a maior fiabilidade de contacto, comutação silenciosa e curta e uma elevada capacidade de comutação DC. Os relés de acoplamento SIRIUS com saída semicondutora apresentam separação elétrica entre o circuito de entrada e saída.

Os valores B10d (significa: o número de ciclos de comutação durante os quais 10% dos relés podem falhar em condições definidas) são importantes para a segurança funcional de acordo com a ISO 13849-1 e IEC 62061. São frequentemente utilizados para calcular PFHD (Probabilidade de Falha Perigosa por Hora) ou MTTFD (Tempo Médio para Falha Perigosa) em controladores relacionados com a segurança.

Utilização de valores de B10d para relés de acoplamento: Determinação do MTTfd (Tempo Médio para Falha Perigosa) O MTTfd é calculado a partir do valor B10d, da frequência de funcionamento e do número de contactos de comutação:

mTTfd = (B10d)/(0,1 x n x frequência de comutação por hora x 3600)

n = Número de erros perigosos por ciclo (normalmente 1)

A frequência de funcionamento deve ser realista.

Cálculo de PFHD (Probabilidade de Falha Perigosa por Hora) Se necessário, o valor de PFHD exigido para SIL (Nível de Integridade de Segurança) de acordo com a IEC 62061 pode ser calculado a partir do mTTFD e outros fatores.

Avaliação do Nível de Desempenho (PL) de acordo com a ISO 13849-1 O valor de MTTFD é utilizado em conjunto com outros parâmetros de segurança tais como DC (Cobertura Diagnóstica) e a estrutura (Categoria B, 1, 2, 3 ou 4) para determinar o Nível de Desempenho (PL) do circuito de segurança.