Les éléments de commande en Automatisme :
Les relais et contacteurs :
Le relais :
Le contacteur :
les contacts du relais possèdent une borne en commun tandis que les contacteurs sont bâtis de telle sorte à obtenir des contacts complètement indépendants les uns des autres. On peut également remarquer deux épaisseurs de contacts. Ceux de gauche représentent les contacts de la section puissance, tandis que les contacts surnommés, contacts auxiliaires, peuvent être utilisés dans la section commande.
Évidemment, les relais et les contacteurs ne sont pas limités à une série de contacts. Il existe divers type de relais et de contacteurs et plusieurs possibilités de branchements. Mentionnons également qu’ils se retrouvent dans des applications en courant continu comme en courant alternatif.
Avant de comprendre les automates programmables, effectuons un retour sur les relais et introduisons les contacteurs. Il est essentiel de connaître le fonctionnement de ces éléments puisqu’un automate n’est qu’une série de relais programmés en mémoire.
Les éléments électromécaniques ont longtemps été la pierre angulaire des contrôles de machines. Qu’il s’agisse de la mise en marche de moteurs, de vannes, de pompes ou de lumières, ces éléments ont permis de bâtir des séquences de contrôle en plus d’isoler la section puissance de la section commande.
Ces composants se divisent en deux grandes familles: les relais et les contacteurs. Généralement, les relais sont de faible puissance et leurs contacts sont intereliés. Pour leurs parts, les contacteurs peuvent commuter de fort courant et leurs contacts sont tous indépendants les uns des autres.
Qu’il s’agisse de relais ou de contacteurs, le fonctionnement est le même. Une bobine, possédant un noyau ferro-magnétique, attire un levier mécanique afin de créer, ou non, un contact électrique (figure 1-5). On remarque que les contacts électriques sont isolés de la bobine. Le champ magnétique, généré par la bobine, attire à lui seul le levier métallique. Lorsque le courant dans la bobine est coupé, le ressort permet le retour du levier en position normale.
Il faut savoir que la bobine est toujours placée dans la section commande tandis que les contacts sont généralement dans la section puissance. Ceux utilisés dans la section commande portent le surnom de contacts auxiliaires.
Que ce soit un contacteur ou un relais, les symboles sont sensiblement les mêmes. Certains dessinateurs adopteront l’habitude d’épaissir les traits utilisés pour dessiner les symboles des contacteurs.
Les différents types de relais et contacteurs :
Il existe des relais et des contacteurs pour tous les types d’application possible.
Pour la famille des contacteurs, étudiés plus en détails dans le cours sur les contrôles de machines, notons ici les grandes divisions stipulées dans le volume de spécifications de la compagnie Télémacanique:
- contacteurs de base ou triphasés de 9A à 780 A;
- inverseurs et démarreurs;
- basse consommation;
- à accrochage magnétique;
- pour la commande de condensateurs triphasés;
- contacteurs-disjoncteurs;
- mini-contacteurs;
- protection thermique;
Pour ce qui est des relais, il en existe également différents modèles. Encore là, la plupart des applications et des explications relatives aux relais se retrouvent dans les cours portant sur les contrôles de machines. Dans le présent document, nous traiterons des relais comme élément de séquence, surnommé relais de contrôle. Parmi ceux-ci, mentionnons les relais de contrôles électromécaniques, les relais statiques et les relais temporisés.
Les relais électromécaniques :
Les relais sont constitués d’une bobine et de contact à ouverture “O” et à fermeture “F”. Les contacts sont représentés et nommés différemment selon la norme en vigueur. Puisque vous risquez d’utiliser les deux normes, voici un tableau comparatif des symboles de base associés au relais
Comme vous pouvez remarquer dans les explications du tableau 1-2, il existe deux écoles de pensée. La norme européenne vise plutôt l’alimentation de la bobine tandis qu’en Amérique du Nord on cible la coupure d’alimentation. Un contact à ouverture dans une norme devient un contact normalement fermé dans l’autre.
Lorsque les contacts sont regroupés, il faut les représenter tel le tableau suivant.
Les principales caractéristiques de la bobine d’un relais sont:
tension nominale (Un);
courant nominal;
courant nominal de maintien;
fréquence d’opération.
Les principales caractéristiques du ou des contacts sont:
tension assignée d’emploi (Ue);
courant assigné d’emploi (Ie).
D’autres caractéristiques importantes sont:
cadence maximale de fonctionnement;
durée de vie des contacts.
Par exemple, un relais électromécanique permettant d’alimenter une entrée d’automate a les caractéristiques suivantes:
24VC.C. , 62 mA, 6.6 mA;
250VC.A. ou 125VC.C. / 1A , 50/60 Hz;
cadence de 6 cycles/s et une durée de vie d’environ 10 millions de cycles.
La tension de 24 V est celle de la bobine tandis que les contacts peuvent alimenter des charges de 250V ou 125V selon le type d’alimentation utilisé. Le 62 mA représente le courant nécessaire pour attirer les contacts et ainsi changer l’opération. Ce courant permet de créer un champ magnétique assez fort pour enclencher les contacts. À ce moment, le courant peut baisser jusqu’à 6.6 mA avant que les contacts retournent à leurs positions initiales. Ce phénomène est dû à la rémanence du champ magnétique créée par la bobine.
Les relais statiques («solid state relay») :
Les relais statiques sont généralement utilisés dans des circuits de commande, mais ils en existent qui s’apparentent aux caractéristiques des contacteurs. Ces relais sont formés de composants à semi-conducteurs (TRIAC) et peuvent donc atteindre des fréquences de commutation beaucoup plus élevées. Par contre, l’utilisation de semi-conducteur limite le courant nominal.
Dans le schéma de principe de la figure 1-7, la DEL agit telle la bobine d’un relais tandis que le TRIAC remplace le contact à fermeture. Lorsque la DEL est activée, le TRIAC est amorcé et la charge est alimentée. Le circuit interne comporte un circuit plus complexe que le simple schéma de la figure 1-7. Entre autres, il contient des protections et des circuits de mise en forme.
Les avantages marqués de ce type de relais sont:
fréquence de commutation élevée;
nombre de cycles de manoeuvre pratiquement illimité;
limitation des parasites électromagnétiques dus à l’élimination de la bobine;
fonctionnement totalement silencieux;
technologie monobloc résistante aux chocs, aux vibrations, à l’humidité, à la poussières, etc.;
très faible consommation du circuit de commande;
aucune pièce mobile (aucun remplacement à effectuer).
Le relais statique se retrouve sous deux formes: les relais statiques synchrone et asynchrone.
Le synchrone commute la charge uniquement lors d’un passage à zéro du secteur. Ce principe de fonctionnement limite les perturbations en ligne et les parasites radio-électriques.
Le second principe, asynchrone, commute immédiatement à la commande de la DEL. Il convient donc mieux à la commande de moteurs tandis que le relais statique synchrone est surtout utilisé dans les commandes de température.
Il existe, dans les faits, que deux désavantages à ce type de relais. Le courant nominal de sortie est relativement bas (40A), ce qui limite son utilisation comme contacteur. Le second inconvénient provient de son utilisation comme élément de contrôle. En effet, seulement une sortie ou un contact est disponible. Là où le relais électromécanique peut avoir facilement des séries de 8 contacts à fermeture et à ouverture “OF”, le relais statique est limité à un seul.
Enregistrer un commentaire