Bloco 1 · Componentes

Família

• Relé — interruptor accionado por bobina; cargas pequenas.
• Contactor — relé robusto para potência (motores).
• Relé térmico — protecção sobrecarga de motor.
• Disjuntor magnetotérmico — protecção curto-circuito + sobrecarga.
• Botoeira — comando manual NO/NC.
• Lâmpada sinalização — feedback visual.
• Sensor / fim-de-curso — automação.

Combinados criam automação electromecânica sem código.

Histórico

Anos 1900-1980: indústria controlada por lógica de relés — milhares de relés ligados em armários enormes.

Anos 1980+: substituído por PLCs (Programmable Logic Controllers) — mais flexível, compacto.

Hoje: comando ainda usa contactores (motor real precisa de comutação física), mas lógica no PLC.

Bloco 2 · Relés e contactores

Relé

       Bobina (10-24V)
          │
        ─⏠─
          │
       Contactos:
         NO (Normally Open)
         NC (Normally Closed)

Quando bobina activa → contactos mudam estado.

Tipos:

• Sub-miniatura (placa PCB).
• Industrial com base de soquete (substituível).
• De estado sólido (SSR) — sem partes móveis.

Contactor

Relé robusto para correntes elevadas (motores até 100s de kW):

         Bobina A1-A2
         (24/230V)
            │
       ─────⏠─────
       │     │     │
      1-2   3-4   5-6     contactos principais (potência)
       │     │     │
                          contactos auxiliares 13-14 (NO), 21-22 (NC)
                          para comando

Numeração padronizada IEC 60947.

Especificações típicas

Contactor Schneider LC1D09 = AC3 9A → motor 4 kW @ 400V.

Relé térmico

Protege motor de sobrecarga (corrente acima nominal por muito tempo).

         Bobinas no caminho do motor
              │
          ─🜂─🜂─🜂─
              │
         contacto NC desliga contactor se sobrecarga

Configurável (95-105% de I nominal). Combinado com disjuntor + contactor = conjunto protecção motor.

Bloco 3 · Arranque de motores

Arranque directo

Mais simples e mais comum:

Comando:
S0 ── S1 ─┬─ KM1.A1
           │
           KM1.aux NO (auto-retenção)
                 KM1.A2 ── 0V

Potência:
L1 ── F1 ── QF1 ── KM1.1 ── F_t.1 ── U
L2 ── F2 ── QF2 ── KM1.2 ── F_t.2 ── V    Motor
L3 ── F3 ── QF3 ── KM1.3 ── F_t.3 ── W

Vantagens: simples, barato.
Desvantagem: pico de corrente no arranque (5-7× nominal).

Quando funciona

• Motores até ~7,5 kW (rede aguenta o pico).
• Cargas leves no arranque (ventiladores, bombas pequenas).
• Sem restrições de queda de tensão.

Motores maiores → outros métodos para reduzir pico.

Bloco 4 · Inversão de marcha

2 contactores

Para motor 3F, trocar 2 das 3 fases inverte sentido:

Forward: L1→U, L2→V, L3→W
Reverse: L1→V, L2→U, L3→W (trocou L1 e L2)

Usa-se 2 contactores (KM_F forward + KM_R reverse), cada um com cablagem própria.

Inter-bloqueio crítico

Nunca os 2 contactores podem fechar em simultâneo (curto-circuito entre 2 fases).

Comando:
KM_F.A1 alimentado via KM_R.NC (NC)
KM_R.A1 alimentado via KM_F.NC

Se KM_F está activo → KM_F.NC está aberto → KM_R não pode activar.
Se KM_R está activo → KM_R.NC aberto → KM_F não pode activar.

Inter-bloqueio eléctrico (no comando) + mecânico (alavanca física entre os contactores) para máxima segurança.

Botoeiras

• S_F (forward, NO) → activa KM_F.
• S_R (reverse, NO) → activa KM_R.
• S0 (stop comum, NC) → desliga ambos.
• Auto-retenção com KM_F.aux ou KM_R.aux.

Para inverter: parar primeiro (S0) → premir direcção desejada. Não direct switching (risco mecânico e eléctrico).

Bloco 5 · Estrela-triângulo

Princípio

Motor arranca em estrela (tensão por bobina = 230V em rede 400V) → corrente arranque baixa.
Após acelerar → comuta para triângulo (tensão por bobina = 400V) → potência nominal.

Reduz corrente arranque de 5-7× para 2-3× nominal.

3 contactores necessários

KM1 — contactor principal (sempre ligado)
KM_Y — contactor estrela (ligado nos primeiros segundos)
KM_D — contactor triângulo (ligado depois)
KT  — temporizador (4-10s típico)

Sequência:

1. Premir start → KM1 + KM_Y activam → motor em estrela.
2. Após T (KT): KM_Y desactiva, KM_D activa → motor em triângulo.

Inter-bloqueios

• KM_Y e KM_D nunca simultâneos (curto entre fases).
• KM_Y.NC em série com KM_D.A1.
• KM_D.NC em série com KM_Y.A1.

Bloco 6 · Temporização e contagem

Relé temporizador

Conta tempo após activação/desactivação:

• On-delay: temporiza ANTES de fechar contacto após energizado.
• Off-delay: mantém contacto X tempo depois de desenergizado.
• Pulse: fecha por um tempo curto e abre.
• Cyclic: liga/desliga ciclicamente.

Configurável de 0,1s a horas. Standard industrial.

Contador electromecânico

Tradicional: bobina que avança um dial a cada impulso.

Hoje: contador electrónico com display LED.

Aplicações: contagem de peças, ciclos de máquina, eventos.

Em automação moderna: substituídos por PLC.

Bloco 7 · Sensores

Tipos

• Fim-de-curso (limit switch) — contacto mecânico activado por peça.
• Indutivo — detecta metais sem contacto.
• Capacitivo — detecta qualquer material (líquidos, plástico).
• Fotoeléctrico — detecta por luz (barreira, reflexivo).
• Ultrassom — distância sem contacto.
• Magnético — detecta ímans (em pistões pneumáticos).

Saídas:

• NO/NC mecânicos (contactos).
• PNP / NPN electrónicos (24V).

Integração no comando

Saída do sensor → entrada do PLC ou contacto em série/paralelo com comando.

Exemplo: paragem de emergência se peça passar de limite:

+24V ── S0 ── B_fim_curso(NC) ── ... ── KM1.A1
                  ↑
            sensor que abre
            quando peça passa

Bloco 8 · Esquemas funcionais

Diagrama funcional

Mostra sequência de funções numa máquina:

[Início] → [Carregar peça] → [Furação] → [Saída] → [Descarregar] → [Fim]

Cada passo dispara o seguinte com confirmação por sensor.

Padrão: GRAFCET (norma IEC 60848) — diagrama de estados sequencial.

GRAFCET

    1   estado inicial
    │   
    │ condição: peça presente
    │   
    2   carregar
    │
    │ confirmação: peça em posição
    │
    3   furar
    │
    │ confirmação: fim-de-curso furação
    │
    ...

Cada estado tem acções; transições têm condições. Pode ser implementado em PLC ou cablado.